JPWO2014185061A1 - センサー搭載装置 - Google Patents

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Abstract

本開示のセンサー搭載装置(100)は、装置に供給する電源を生成する電源部(110)と、装置周辺の情報を取得するセンサー(120)と、センサー(120)が取得した情報に基づいて指示を与える第１の制御部(130)と、第１の制御部(130)の指示に従って装置を制御する第２の制御部(150)とを備える。センサー(120)及び第１の制御部(130)へは、電源部(110)から電源が直接供給される。第２の制御部(150)へは、第１の制御部(130)によってオンオフ状態が制御されるスイッチ部(140)を介して、電源部(110)から電源が供給される。

Description

本開示は、温度センサー等のセンサーを搭載した装置に関する。
近年、空気調和機器、冷凍冷蔵機器、照明機器、掃除機器、及びディスプレイ機器等の様々な装置において、装置に搭載された各種センサーで変動する周囲環境をセンシングし、センシングによって得られた情報やデータに基づいて装置を制御することが行われている。このような制御を行うことで、より快適な生活環境をユーザに提供する工夫がなされている。
例えば、空気調和機器においてよく知られた例として、空気調和機器に搭載された温度センサーにより空気調和機器が吸い込む風の温度を測定し、測定された風の温度に基づいて空気調和機器から吹き出す風の強さ等を変更することで、室内の温度を調整する制御がある。さらには、例えば特許文献１のように、空気調和機器に搭載された二次元赤外線センサーで得られた情報から就寝時の人の体動を検出し、睡眠状態を判定することで、さらに細かく室内の空調制御を行うことが考えられている。
特開２０１０−１３３６９２号公報
しかしながら、従来の空気調和機器では、機器の電源が入っていない、つまり機器が動作していない（停止している）と、センサーも動作しない。よって、ユーザ自らが空気調和機器の電源を切った後やタイマー駆動で空気調和機器の電源が切られた後等には、センサーが動作しなくなるため、室内の空調制御を行うことができなかった。
本開示では、上記課題を解決した、センサーが搭載された装置を説明する。
本開示のセンサーが搭載された装置は、装置に供給する電源を生成する電源部と、装置周辺の情報を取得するセンサーと、センサーが取得した情報に基づいて指示を与える第１の制御部と、第１の制御部の指示に従って装置を制御する第２の制御部とを備え、センサー及び第１の制御部へは電源部から電源が直接供給され、第２の制御部へは第１の制御部によってオンオフ状態が制御されるスイッチ部を介して電源部から電源が供給されることを特徴とする。
上記開示のセンサーが搭載された装置によれば、装置が停止している間もセンサーが動作しているので、必要に応じて装置の動作を開始することができる。これにより、ユーザの利便性や快適性等を向上させることができる。
図１は、装置が備え付けられた室内の模式図である。 図２は、第１の実施形態に係る空気調和機器１００の構成を示す図である。 図３は、空気調和機器１００が行う機器制御を説明するフローチャートである。 図４は、空気調和機器１００を用いた具体例１を説明する模式図である。 図５は、空気調和機器１００を用いた具体例２を説明する模式図である。 図６は、空気調和機器１００を用いた具体例３を説明するフローチャートである 図７は、第２の実施形態に係る空気調和機器２００の構成を示す図である。 図８Ａは、空気調和機器２００を用いた具体例１を説明する図である。 図８Ｂは、空気調和機器２００を用いた具体例２を説明する図である。 図８Ｃは、空気調和機器２００を用いた具体例３を説明する図である。 図８Ｄは、空気調和機器２００を用いた具体例４を説明する図である。 図９は、センサー１２０で測定されたデータの扱い例を説明する図である。 図１０は、睡眠時における人の一般的な生理現象を説明する図である。 図１１は、人の温冷感を推定する一例を示す図である。 図１２は、人の温冷感を推定する他の一例を示す図である。 図１３は、第３の実施形態における空気調和機器３００を用いた具体例を説明する図である。 図１４は、温度センサー１２１の構成例を説明する図である。 図１５は、温度センサー１２１で取得したデータの一例を示す図である。 図１６は、温度センサー１２２の構成例を説明する図である。 図１７は、第３の実施形態に係る他の空気調和機器３０１の構成を示す図である。 図１８は、空気調和機器３０１で実現されるルーバー制御の一例を説明する図である。 図１９は、空気調和機器３０１で実現されるコンプレッサー制御の一例を説明する図である。 図２０Ａは、第４の実施形態に係る空気調和機器４００の構成を示す図である。 図２０Ｂは、第４の実施形態に係る他の空気調和機器４０１の構成を示す図である。 図２１は、第５の実施形態に係るディスプレイ機器５００の構成を説明する図である。 図２２は、従来の空気調和機器１０００の構成を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する場合もある。また、図面の一部では、開示内容を理解しやすくするために、必要に応じて特定の構成要素を模式的に示したり、簡素化したり、省略したりしている。
＜本発明の基礎となった知見＞
図１は、装置１０が備え付けられた部屋の内部を模式的に示した図である。図１に例示する装置１０は、センサー１２を搭載した空気調和機器であって、部屋の壁面に取り付けられている。人（ユーザ）５１は、掛布団５３ａ及び敷布団５３ｂからなる寝具５３に入って就寝しているものとする。以下、この就寝している人を就寝者５１と表現する。
上述した図１の状況における装置１０として用いられる従来の空気調和機器１０００の構成図を、図２２に示す。
図２２に示す従来の空気調和機器１０００は、電源部１１００、センサー１２００、第１の制御部１３００、スイッチ部１４００、第２の制御部１５０、操作部１６０、及び装置機能部１７０を備えている。装置機能部１７０は、ルーバー１７１、コンプレッサー１７２、及びファン１７３等を含んでいる。
従来の空気調和機器１０００において、電源部１１００は、外部から第１の電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ等）を入力し、機器に必要な第２の電源（例えば、ＤＣ１２Ｖ等）を発生する。電源部１１００が発生した第２の電源は、スイッチ部１４００に（また必要に応じて操作部１６０にも）供給される。スイッチ部１４００は、操作部１６０の制御に基づいてオン／オフ状態を切り替えることができる構成であり、オン状態の時に電源部１１００から入力した第２の電源を後段の構成に出力する。スイッチ部１４００が第２の電源を出力する後段の構成は、センサー１２００、第１の制御部１３００、及び第２の制御部１５０である。
センサー１２００は、図１のセンサー１２に相当し、例えば室内の温度に関する情報を取得する（データを測定する）温度センサーである。この温度センサーとしては、二次元的に温度分布を測定可能な熱画像センサー等が適している。センサー１２００が取得した情報（測定したデータ）は、第１の制御部１３００に出力される。第１の制御部１３００は、センサー１２００で取得された情報から特徴量を抽出する。特徴量としては、例えば室内の人の有無や、人が存在する位置や、人の顔温度等が挙げられる。このような特徴量により、第１の制御部１３００は、（人の位置から）どの方向に風を向けるべきか、また（顔温度等から）どの程度の温度の風を吹き出すべきか等の、今の部屋に必要な制御を把握できる。第１の制御部１３００で把握された制御内容は、第２の制御部１５０へ出力される。第２の制御部１５０は、装置機能部１７０に接続されており、第１の制御部１３００から受けた制御内容に基づいて、ルーバー１７１により風向を、コンプレッサー１７２により風温度を、ファン１７３により風量をそれぞれ調整する。また、第２の制御部１５０は、操作部１６０から指示される制御内容に基づいて、風向、風温度、風量の調整が同様に可能である。
しかしながら、上記従来の空気調和機器１０００では、以下のような問題が発生する。
例えば、切タイマーを設定して空気調和機器１０００を動作させた状態で、人が就寝した場合を考える。この場合、タイマー（操作部１６０）で設定した時間が経過した後に、タイマーからの信号によりスイッチ部１４００がオフ状態に切り替わるので、センサー１２００の動きも含めて空気調和機器１０００の全体が停止することになる。
空気調和機器１０００が停止した後、夏場では室内の温度が上昇し、冬場では室内の温度が下降することが予想される。しかし、空気調和機器１０００は、センサー１２００が停止しているため、室内の温度変化を検知することができない。このため、就寝者５１が心地よく睡眠できなくなり、最悪の場合覚醒してしまうことも考えられる。なお、入タイマーを設定して空気調和機器１０００を自動に動作開始させることも考えられるが、就寝前に設定した時間が経過した後にしか動作させることができないので、予測不能に変化する室内の温度に適切に対応することは不可能である。
すなわち、従来の空気調和機器１０００では、機器本体の電源を入れないと、すなわちスイッチ部１４００をオン状態にしないと、センサー１２００及び第１の制御部１３００が動作せず、センサー１２００を利用する機能を利用できないという問題があった。
＜本発明者らが着目した手法＞
そこで、本発明者らは、センサーが搭載された装置において、電源が切られることによって装置の主要機能部が停止していても、センサーを動作させておくことに着目し、ユーザにとって利便性や快適性等を向上させた装置を新たに創案した。
この新たな創案に基づいた本発明の様々な態様は、次の通りである。
＜発明の各態様の概要＞
発明に基づいた本開示の一態様によるセンサーが搭載された装置は、装置に供給する電源を生成する電源部と、装置周辺の情報を取得するセンサーと、センサーが取得した情報に基づいて指示を与える第１の制御部と、第１の制御部の指示に従って装置を制御する第２の制御部とを備え、センサー及び第１の制御部へは、電源部から電源が直接供給され、第２の制御部へは、第１の制御部によってオンオフ状態が制御されるスイッチ部を介して、電源部から電源が供給される。
また、センサーには、温度センサー及び湿度センサーの少なくとも１つが含まれていてもよい。
この一態様によれば、装置が停止している間もセンサー及び第１の制御部を動作させることができる。
この一態様において、第１の制御部は、スイッチ部がオフ状態の時にセンサーによって装置の動作が要求される情報が取得されると、スイッチ部をオン状態に切り替えて第２の制御部に指示を与えることができる。
この一態様によれば、第１の制御部を通じて、必要に応じて装置の動作を開始することが可能である。これにより、ユーザの利便性や快適性等を向上させることができる。
ここで、例えば、第１の制御部は、センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、新たな装置周辺の情報に基づく指示を第２の制御部に与えなければ、装置の消費減力を低減できる。
他の一態様としては、例えば、第１の制御部は、センサーが取得した情報に基づく指示を装置の外に送信することができる。
さらに、第１の制御部は、センサーが取得した情報に基づく指示を装置の外に送信することで、指示を受信した別の装置を遠隔制御することができる。
この他の一態様によれば、本装置以外の別の装置を容易に制御することができる。
ここで、例えば、第１の制御部は、センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、装置の外に送信しなければ、装置の消費減力を低減できる。
また、他の一態様としては、例えば、センサーを装置周辺の情報を所定の時間間隔で取得するようにできる。
ここで、例えば、第１の制御部は、センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、センサーが装置周辺の情報を取得する時間間隔を変更することや、新たな装置周辺の情報の処理間隔を変更することもできる。これにより、装置の消費減力を低減できる。
また、他の一態様としては、例えば、第１の制御部は、センサーで取得された装置周辺の情報から、人の行動や睡眠時の布団の状態を推定することができる。
センサーが搭載された装置が空気調和機である場合、第１の制御部は、第２の制御部に指示を与えることによって、例えば風の送出／停止、方向、強さ、温度、及び湿度の少なくとも１つを制御することができる。
また、センサーが搭載された装置がディスプレイ装置である場合、第１の制御部は、第２の制御部に指示を与えることによって、例えば表示部に表示するコンテンツの選定を制御することができる。
さらに、第１の制御部は、空気調和機能を有した別の装置に対して、風の送出／停止、方向、強さ、温度、及び湿度の少なくとも１つを遠隔制御することもできるし、照明機能を有した別の装置に対して、照明の点灯／消灯、及び調光の少なくとも１つを遠隔制御することもできるし、掃除機能を有した別の装置に対して、掃除の開始／停止、場所、及び時間の少なくとも１つを遠隔制御することもできるし、冷凍及び／又は冷蔵機能を有した別の装置に対して、冷凍及び／又は冷蔵の開始／停止、及び温度の少なくとも１つを遠隔制御することもできる。
この他の一態様によれば、様々な別の装置を容易に遠隔操作することができる。
＜発明の各態様の詳細な説明＞
（第１の実施形態）
図２は、上述した図１の状況における装置１０として用いられる、本開示の第１の実施形態における空気調和機器１００の構成を示す図である。
図２に示す空気調和機器１００は、電源部１１０、センサー１２０、第１の制御部１３０、スイッチ部１４０、第２の制御部１５０、操作部１６０、及び装置機能部１７０を備えている。装置機能部１７０は、ルーバー１７１、コンプレッサー１７２、及びファン１７３等を含んでいる。なお、装置機能部１７０の構成は一例であって、他の構成が含まれていても、一部の構成が欠けていてもよい。
空気調和機器１００において、電源部１１０は、外部から第１の電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ等）を入力し、機器に必要な第２の電源（例えば、ＤＣ１２Ｖ等）を発生する。電源部１１０が発生した第２の電源は、センサー１２０、第１の制御部１３０、及びスイッチ部１４０に（また必要に応じて操作部１６０にも）供給される。スイッチ部１４０は、操作部１６０の制御に基づいてオン／オフ状態を切り替えることができる構成であり、オン状態の時に電源部１１０から入力した第２の電源を後段の構成に出力する。このスイッチ部１４０は、機械的スイッチでも電気的スイッチでもよく、またハードウェアで制御されてもソフトウェアで制御されてもよい。スイッチ部１４０が第２の電源を出力する後段の構成は、第２の制御部１５０である。操作部１６０は、無線又は有線の操作端末であり、典型的にはリモートコントローラ（リモコン）である。また、操作部１６０は、任意の設定時間にスイッチ部１４０のオン／オフ状態を切り替えることができるタイマー機能を含む概念である。操作部１６０が無線でスイッチ部１４０を操作する場合には、スイッチ部１４０が受信機能を有することになる。
センサー１２０は、例えば温度センサーであり、室内の温度に関する情報を取得する（データを測定する）。この温度センサーとしては、二次元的に温度分布を測定可能な熱画像センサー等が適している。センサー１２０が取得した情報（測定したデータ）は、第１の制御部１３０に出力される。第１の制御部１３０は、センサー１２０で取得された情報から特徴量を抽出する。特徴量としては、例えば室内の人の有無や、人が存在する位置や、人の顔温度等が挙げられる。このような特徴量により、第１の制御部１３０は、（人の位置から）どの方向に風を向けるべきか、また（顔温度等から）どの程度の温度の風を吹き出すべきか等、今の部屋に必要な制御を把握できる。第１の制御部１３０で把握された制御内容は、第２の制御部１５０へ出力される。ここで、第１の制御部１３０は、第２の制御部１５０へ出力した制御内容が実行されるよう、スイッチ部１４０のオン／オフ状態を切り替える機能を有している。第２の制御部１５０及び装置機能部１７０は、上述した通りである。なお、第１の制御部１３０及び第２の制御部１５０は、例えばマイコン等の演算処理や機器制御機能を実行できるものであれば特に限定されず、両制御部が同一の構成であってもよい。
上述した第１の実施形態における空気調和機器１００の構成は、下記の点で従来の空気調和機器１０００の構成と異なる。
まず、センサー１２０及び第１の制御部１３０への電源が、スイッチ部１４０を介さずに電源部１１０から直接供給されていることである。次に、第１の制御部１３０が、スイッチ部１４０のオン／オフ状態を切り替える機能を有していることである。
以下に、上記構成の違いによって第１の実施形態における空気調和機器１００が実現する機能を、図３をさらに参照して説明する。図３は、第１の実施形態における空気調和機器１００が行う機器制御を説明するフローチャートである。
まず、センサー１２０及び第１の制御部１３０への電源が、スイッチ部１４０を介さずに電源部１１０から直接供給されているので、センサー１２０及び第１の制御部１３０が常に動作している。つまり、スイッチ部１４０がオフ状態で第２の制御部１５０が動作していない、すなわち空気調和機器１００が機能を停止している場合であっても、センサー１２０によって室内を監視して温度（分布）の情報を得ている（ステップＳ３１）。そして、空気調和機器１００が機能を停止している場合であっても、センサー１２０によって取得された情報が第１の制御部１３０へ送出され、第１の制御部１３０がその情報から特徴量を抽出して機器の制御が必要か否かを判断する処理を行っている（ステップＳ３２）。従って、室内の温度を監視して特徴量に基づいた空気調和機器１００の制御を実行できる状態を、常に維持することができる。なお、センサー１２０の監視行為は、連続的に行われてもよいし、所定の時間間隔で離散的に行われてもよい。また、第１の制御部１３０がセンサー１２０から情報を受け取る行為も、連続的に行われてもよいし、所定の時間間隔で離散的に行われてもよい。
そして、第１の制御部１３０が、スイッチ部１４０のオン／オフ状態を切り替える機能を有しているので、いつでも必要な時にスイッチ部１４０の状態を制御することができる。
つまり、スイッチ部１４０がオフ状態で第２の制御部１５０が動作していない、すなわち空気調和機器１００が機能を停止している場合であっても、スイッチ部１４０をオン状態に切り替えて空気調和機器１００を動作させることができる（ステップＳ３３、Ｓ３４）。従って、常に室内の温度を監視して、特徴量に基づいた装置の制御が必要な状態になれば（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、直ちに空気調和機器１００を動作させて室内の温度を最適に調整することができる（ステップＳ３５）。また、スイッチ部１４０がオン状態で空気調和機器１００が動作している場合であっても、スイッチ部１４０をオフ状態に切り替えて空気調和機器１００を停止させることができる（ステップＳ３６、Ｓ３７）。従って、常に室内の温度を監視して、特徴量に基づいた装置の制御が不要な状態になれば（ステップＳ３２：Ｎｏ）、直ちに空気調和機器１００を停止することができる。
このセンサー１２０及び第１の制御部１３０の機能を利用した具体例としては、例えば以下のような様々な例が考えられる。
［具体例１］
就寝時における具体例を説明する。
切タイマーなどによって空気調和機器１００が停止した後に、センサー１２０及び第１の制御部１３０によって、就寝者５１の顔温度が所定温度以上になったことを検出することができる。この状態を検出すると、周囲温度が高くて就寝者５１は不快であろうと第１の制御部１３０が判断し、スイッチ部１４０をオン状態に切り替える。これにより、第２の制御部１５０、つまり空気調和機器１００を動作させることができる。この際、第１の制御部１３０は、抽出した特徴量に基づいてどの位置に向けてどの程度の風量でどの程度の温度の風を発生させるかを判断できるため、その判断した制御内容を第２の制御部１５０に出力して、ルーバー１７１、コンプレッサー１７２、及びファン１７３を適切に制御させることができる。
この制御によって、就寝者５１の周囲温度を一定温度以下に抑えることができるので、就寝者５１は快適に睡眠し続けることができる。
なお、ここでは室内の温度（分布）を監視して顔の温度を検出する場合を説明したが、勿論顔だけではなく、例えば手や足の温度を検出してもよい。手や足の温度から空気調和機器１００の風量、風向、風温のすべてもしくはいずれかを制御しても構わないし、機器の動作／停止状態を制御しても構わない。特に、就寝者５１が冷え性の場合は、手や足の温度の低下が著しいため、手や足の温度を測定することで、冷え性の人であっても快適な室内コンディションを提供することができる。
また、室内の温度（分布）から人の手や足の温度を検出する場合には、例えば図４に示すように、掛布団５３ａが捲れて露出してしまった就寝者５１の手や足を検出することができる。例えばこれが夏場であれば、就寝者５１の体温が必要以上に下がらないよう、空気調和機器１００の運転条件（風量、風向、風温等の１つ以上）を制御することや、機器の動作／停止状態を制御することで、風邪を引かない快適な室内コンディションを提供することができる。
また、第１の制御部１３０は、抽出された体動量から就寝者５１が睡眠状態に入ったか否かを判断できる。よって、例えば就寝者５１の睡眠状態を検出した場合は、その後目覚めるまでの間は空気調和機器１００が始動又は停止する際に発する「ピッ」といった動作音が鳴らないように制御することもできる。このような制御することで、就寝者５１の睡眠を妨げずに、快適な環境を維持することができる。同様に、睡眠状態と判断された場合には、コンプレッサー１７２の動作を控えめにすることや、ルーバー１７１やファン１７３の動作も控えめにすることで、騒音の発生を抑制し、就寝者５１の睡眠を妨げずに快適な環境を維持することができる。
［具体例２］
図５を用いて、覚醒時における具体例を説明する。
空気調和機器１００が停止していてもセンサー１２０及び第１の制御部１３０は動作しているので、図５のように部屋に入ってきた人５４（以下、入室者５４と記す）を検出することができる。この時、センサー１２０及び第１の制御部１３０によって、例えば検出された顔温度が所定温度以上であることが検出された場合、入室者５４は不快であろうと第１の制御部１３０が判断し、スイッチ部１４０をオン状態に切り替える。これにより、第２の制御部１５０、つまり空気調和機器１００を動作させることができる。
この制御によって、入室者５４の周囲温度を一定以下に抑えることや風を当てること等で、入室者５４及び室内を快適にすることができる。
勿論、検出された入室者５４の顔温度が一定以下であった場合には、入室者５４の周囲温度を上げる制御をすればよいし、センサー１２０として湿度センサーも取り付けた場合には、湿度を含めて制御しても構わない。センサー１２０及び第１の制御部１３０で実現される制御を、この具体例に限定するものではない。勿論、センサー１２０が人を検出したことをトリガーにして、空気調和機器１００を動作させてもよいし、その他の変化をトリガーにして空気調和機器１００を動作させてもよい。さらに、人が退室して不在になった場合には、センサー１２０及び第１の制御部１３０において室内に誰もいないと判断することで、空気調和機器１００を停止させることができる。この場合、停止させた後も、センサー１２０及び第１の制御部１３０は動作し続けていることから、次に誰かが入室した場合に動作を自動で開始させることができる。
また、センサー１２０として使用されるものとして、実施例で説明した温度センサー以外にも湿度センサーであっても構わないし、温度センサーと湿度センサーの両方であっても構わない。一般に人の快適度は湿度にも大きく左右されることが分かっており、例えば３０℃環境下であれば湿度が６０％以上になると極めて不快になるが、４０％程度だと温度が高くても快適に感じられることが知られている。よって、湿度センサーを用いて湿度を検出し、温度センサーの場合と同様に第１の制御部１３０にて快適な条件を割り出し、第２の制御部１５０を経由してルーバー１７１、コンプレッサー１７２、ファン１７３等を制御することで、同様に快適な環境を作り出すことができる。勿論、温度センサーと湿度センサーの両方を搭載することで、さらに精密に快適な環境を作り出すことができる。
なお、以上の実施形態においては、空気調和機器１００において制御する対象を、風量、風向、風温の３つとして説明したが、このうちのいずれかでも構わないし、すべてでも構わないし、これ以外の対象を含んでも構わない。
［具体例３］
なお、本実施形態における空気調和機器１００では、空気調和機器１００が停止していてもセンサー１２０及び第１の制御部１３０が常に動作している。このため、従来の空気調和機器１０００と比べて消費電力が増えるという課題がある。そこで、空気調和機器１００が停止している間の消費電力を、できるだけ少なくさせる工夫を説明する。図６は、図３のフローチャートに消費電力を制御するための手順（ステップＳ６１〜Ｓ６４）を加えたフローチャートである。
第１の制御部１３０は、センサー１２０から情報（データ）を新たに受け取ると（ステップＳ３１）、この新たに受け取った情報を前回にセンサー１２０から受け取った情報と比較する（ステップＳ６１）。そして、双方の情報に差がないと判断した場合には（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）、第１の制御部１３０は、センサー１２０に対して情報を取得する（データを測定する）頻度を少なくしたり、能力（分解能や範囲）を低下させたり、あるいはセンサー１２０から受け取った情報を自らが処理する間隔を長くしたりする、消費電力削減動作を行う（ステップＳ６３）。一方、双方の情報に差があると判断した場合には（ステップＳ６２：Ｎｏ）、第１の制御部１３０は、通常動作を行う（ステップＳ６４）。このとき、すでに消費電力削減動作を行っていれば、通常動作に戻ることになる。
この制御により、実施形態における空気調和機器１００において、適切に消費電力を削減することができる。
（第２の実施形態）
図７、図８Ａ〜図８Ｄを用いて、第２の実施形態における空気調和機器２００の構成及び制御を説明する。図７に、第２の実施形態における空気調和機器２００の構成を示す。図８Ａ〜図８Ｄは、空気調和機器２００を用いた具体例１〜４をそれぞれ説明する図である。
図７に示すように、空気調和機器２００は、電源部１１０、センサー１２０、第１の制御部２３０、スイッチ部１４０、第２の制御部１５０、操作部１６０、及び装置機能部１７０を備えている。第１の制御部２３０は、送信処理部２３１を含んでいる。
この第２の実施形態における空気調和機器２００は、送信処理部２３１を含んだ第１の制御部２３０を備えていることが、第１の実施形態における空気調和機器１００と異なる。第１の制御部２３０以外の構成は、空気調和機器１００の構成と同じであるので説明を省略する。
第１の制御部２３０は、センサー１２０で取得された情報から特徴量を抽出する。特徴量としては、例えば室内の人の有無や、人が存在する位置や、人の顔温度等が挙げられる。このような特徴量により、第１の制御部２３０は、（人の位置から）どの方向に風を向けるべきか、また（顔温度等から）どの程度の温度の風を向けるべきか等の、今の部屋に必要な制御を把握できる。第１の制御部２３０で把握された制御内容は、第２の制御部１５０へ出力されると共に、必要に応じて送信処理部２３１を介して外部へ送信される。送信処理部２３１は、例えば、無線電波を放射する発信機や発信機を制御するコントローラなどから構成される。
以下に、上記構成の違いによって第１の実施形態における空気調和機器１００が実現する機能を、実施例１〜４を用いて説明する。
［具体例１］
図８Ａは、空気調和機器２００、ルーター２８１、受信機付きファン２８２が備え付けられた部屋の内部を模式的に示した図である。受信機付きファン２８２は、空気調和機器２００の第１の制御部２３０が送信処理部２３１を介して送信してくる制御信号を、受信及び解釈して実行する機能を有している。この制御信号は、例えばルーター２８１を介して送受信される。また、受信機付きファン２８２は、空気調和機器２００のセンサー１２０が感知して自らの存在を認識させることができる指標信号を発生させる指標機能部２８３を有している。例えば、指標機能部２８３としてセンサー１２０が感知できる赤外線を発生する赤外線ＬＥＤを受信機付きファン２８２に搭載し、赤外線を所定の周期で点滅させて指標信号とすることができる。あるいは、指標機能部２８３としてセンサー１２０が感知できる熱を発生する発熱体を受信機付きファン２８２に搭載し、所定の温度で発熱体を発熱させて指標信号とすることができる。勿論、この赤外線ＬＥＤや発熱体以外にも指標機能部２８３として用いることが可能である。
本第２の実施形態においては、センサー１２０が、室内の周囲温度や、就寝者５１の存在、顔温度、さらには体動量等以外にも、指標信号によって受信機付きファン２８２の存在を検出することができる。受信機付きファン２８２を検出した場合、空気調和機器２００は、受信機付きファン２８２を含めた空気調和を行うことができる。すなわち、第１の制御部２３０は、受信機付きファン２８２を制御すべきと判断した場合、送信処理部２３１及びルーター２８１を経由して、受信機付きファン２８２を駆動する制御信号を送信することができる。その際、送信する制御信号としては、受信機付きファン２８２が発生させる風の方向、強さ、首振り有無等に関する内容を送信することが考えられる。制御信号を受信した受信機付きファン２８２は、制御信号の内容に基づき、風の方向、強さ、首振りなどを調整して動作することになる。
例えば、夏場において就寝者５１の顔温度が３５℃を超えている時、就寝者５１は不快に感じている可能性が高い。これは、秋や春等の快適に睡眠できている時の顔の温度は３３〜３４℃程度であることから予想できる。一方で、睡眠時の顔以外の皮膚温は、季節によらずに変動がないことが知られている。よって、顔温度が３５℃を超えている時は、顔以外の温度は一定にしたまま、顔周辺の温度のみを１〜２℃下げるような制御をすることで、さらに快適に睡眠することができる。
通常、空気調和機器２００は、就寝者５１から２〜３ｍ程度離れた位置に設置されていることが多く、空気調和機器２００からの風を就寝者５１の顔のみに当てることが困難な場合がある。しかし、この具体例のように、受信機付きファン２８２と連携することにより、就寝者５１の顔周辺のみに風を当てることができるようになる。こうすることで、就寝者５１の体の温度を必要以上に下げることなく、就寝者５１の顔の温度を下げることができるため、極めて快適な睡眠を提供することができる。
この時、例えば周囲温度は高くなく、顔の温度のみが高い場合は、空気調和機器２００を停止したままで、受信機付きファン２８２のみを稼動させても構わない。こうすることで、快適さを維持しつつ消費電力を抑えた空気調和を実現することができる。
なお、ここでは空気調和機器２００に接続される外部の装置として受信機付きファン２８２を例として説明したが、勿論これに限定したものではなく、空気調和機能を有する外部の装置であれば同様な効果を有することは言うまでもない。また、空気調和機能を有さない外部の装置であっても、次のような効果を発揮することができる。
［具体例２］
図８Ｂは、空気調和機器２００、ルーター２８１、受信機付き照明２８４が備え付けられた部屋の内部を模式的に示した図である。受信機付き照明２８４は、空気調和機器２００の第１の制御部２３０が送信処理部２３１を介して送信してくる制御信号を、受信及び解釈して実行する機能を有している。この制御信号は、例えばルーター２８１を介して送受信される。また、受信機付き照明２８４は、上述した受信機付きファン２８２と同様に、空気調和機器２００のセンサー１２０が感知して自らの存在を認識させることができる指標信号を発生させる指標機能部２８３を有している。
本第２の実施形態においては、センサー１２０が、室内の周囲温度や、就寝者５１の存在、顔温度、さらには体動の量等以外にも、指標信号によって受信機付き照明２８４の存在を検出することができる。受信機付き照明２８４を検出した場合、空気調和機器２００は、照明の点灯／消灯を制御することができる。例えば、第１の制御部２３０は、抽出した体動量などの特徴量から就寝者５１が目覚めたと判断できた場合、送信処理部２３１及びルーター２８１を経由して、受信機付き照明２８４を駆動する制御信号、つまり点灯信号を送信することができる。点灯信号を受信した受信機付き照明２８４は、就寝者５１の起床タイミングに合わせて、照明を自動で点灯することができる。これにより、就寝者５１は室内の暗闇の中で照明のスイッチ位置を探す必要もなくなり、利便性が向上する。
なお、この具体例では、部屋の照明を制御する場合を説明したが、リビングルームや廊下やトイレの照明などを制御しても構わない。また、トイレの空調や便座温度を制御することも考えられる。
また、この具体例では、就寝者５１の体動量を検出して制御する場合を説明したが、他の方法で制御しても構わない。例えば、睡眠時の体温は、通常入眠期から徐々に低下し、起きる１〜２時間前から上昇するようなリズムを取る。また、睡眠時の体動に関して、入眠期よりも起床前の方が量は増加することが知られている。そこで、これらの体温情報や体動情報を第１の制御部２３０で抽出し、そこから起床時刻を想定しても構わない。その場合、想定される起床時刻の前から少しずつ受信機付き照明２８４の明るさを上昇させることで、緩やかな目覚めを促すことも可能である。
また、その他、就寝者５１のジェスチャで受信機付き照明２８４と連携させることも可能である。例えば、腕を伸ばして大きく振るといったジェスチャが受信機付き照明２８４を点灯／消灯させる合図であることを第１の制御部２３０に予め設定しておけば、部屋が暗い時に照明を探さずとも就寝者５１が腕を伸ばして大きく振ることで、室内を明るくすることが可能になる。勿論、ここでのジェスチャは一例であって、例えば両手を用いても構わないし、曲げ伸ばしでも構わないし、ここではその手段を限定するものではない。
さらに、就寝者５１が例えば幼児であって夜尿した場合、短時間で局所的な温度低下が見られることになる。そういった事象が第１の制御部２３０で検出された場合、受信機付き照明２８４を点灯させ、就寝者５１の起床を促すことで、そのまま寝続けることによる体温の低下や、風邪引きを防止することができる。勿論、空気調和機器２００の風温を上昇させることで、体温の低下や風邪引きを防止しても構わない。また、親の寝室にも受信機付き照明が設置してある場合には、その照明を点灯させて就寝者５１の夜尿を知らせても構わないし、親の寝室に図示しない受信機付きアラームがあれば、そのアラームを鳴らすことで就寝者５１の夜尿を知らせても構わない。そうすることで、親が子供である就寝者５１を適切にケアすることを促すことができ、就寝者５１の体温低下を防止し、風邪引きを防止できるという効果を有する。
［具体例３］
図８Ｃは、図８Ｂと同様に、空気調和機器２００、ルーター２８１、受信機付き照明２８４が備え付けられた部屋の内部を模式的に示した図であるが、２人の就寝者５１及び５５がいることが異なる。この場合、センサー１２０で得られた画像から、第１の制御部２３０では就寝者が２人存在することが検出されている。この時、例えば就寝者５１が目覚めた場合、第１の制御部２３０では、就寝者５１は目覚めたが、就寝者５５はまだ睡眠中であることが分かる。そこで、第１の制御部２３０が受信機付き照明２８４に送信する信号によって明るさを落として点灯するように設定することで、就寝者５５の睡眠を妨害せず、かつ就寝者５１の利便性を確保できるという効果を有する。
また、例えば第１の制御部２３０から抽出された体動量から、入眠時と判断された期間は、受信機付き照明２８４を薄明かりで点灯させておき、同じく第１の制御部２３０から抽出された体動量が低下して、例えば深い眠りに達したと判断された場合に受信機付き照明２８４を消灯させる制御をしても構わない。例えば、子供が怖がる等の理由で終夜薄明かりを点灯させて眠った場合、睡眠が浅くなるということが分かっている。しかしこうすることで、入眠時は薄明かりを点灯させ、さらに深い眠りに達すると消灯させることができるため、より深い睡眠を得ることが可能になる。当然上で述べた通り、目覚めた時には自動で点灯するため、目覚めた時部屋が暗い（暗くて恐怖を感じる）ということもない。
なお、この場合、照明の明るさ制御は、空気調和機器２００の第１の制御部２３０で決定しても構わないし、第１の制御部２３０で抽出された体動量を受信機付き照明２８４で受信し、受信機付き照明２８４内で明るさを判断して制御しても構わない。勿論、他の制御方法でも構わず、その方法限定されない。
［具体例４］
図８Ｄは、空気調和機器２００、ルーター２８１、受信機付き掃除機２８５が備え付けられた部屋の内部を模式的に示した図である。受信機付き掃除機２８５は、空気調和機器２００の第１の制御部２３０が送信処理部２３１を介して送信してくる制御信号を、受信及び解釈して実行する機能を有している。この制御信号は、例えばルーター２８１を介して送受信される。また、受信機付き掃除機２８５は、上述した受信機付きファン２８２と同様に、空気調和機器２００のセンサー１２０が感知して自らの存在を認識させることができる指標信号を、発生させる指標機能部２８３を有している。
本第２の実施形態においては、センサー１２０が、室内の周囲温度や、就寝者５１の存在、顔温度、さらには体動の量等以外にも、指標信号によって受信機付き掃除機２８５の存在を検出することができる。受信機付き掃除機２８５を検出した場合、空気調和機器２００は、掃除機の動作／停止を制御することができる。例えば、第１の制御部２３０は、抽出した体動量などの特徴量から就寝者５１が睡眠状態になったと判断できた場合、送信処理部２３１及びルーター２８１を経由して、受信機付き掃除機２８５を駆動する制御信号、つまり起動信号を送信することができる。起動信号を受信した受信機付き掃除機２８５は、就寝者５１の睡眠タイミングに合わせて、掃除を開始することができる。これにより、就寝者５１は寝ている間に部屋の掃除を行うことができ、利便性が向上する。
また、センサー１２０が検出した温度分布から、就寝者５１の位置を検出することができ、検出された就寝者５１の位置情報から、第１の制御部２３０は受信機付き掃除機２８５が掃除すべき範囲を規定することができる。さらに、体動等から睡眠深度を推定して、推定された睡眠深度をもとに受信機付き掃除機２８５の動作を制御しても構わない。例えば、睡眠深度が深くなったタイミングで受信機付き掃除機２８５を動作させることで、さらに就寝者５１の眠りを妨げることなく、部屋を掃除することができるという効果を有する。また、就寝者５１が寝ている部屋ではなく、他の部屋に置いている受信機付き掃除機を制御しても構わない。
なお、上記具体例においては、第１の制御部２３０が送信処理部２３１を介して送信してくる制御信号を、ルーター２８１を介して受信機付きファン２８２、受信機付き照明２８４、受信機付き掃除機２８５が受信する例を説明した。しかし、制御信号の受信は、ルーター２８１を介さず、送信処理部２３１から直接行う構成でもよい。勿論、有線か無線かは問わない。また、空気調和機器２００が制御する対象には、受信機付きファン２８２、受信機付き照明２８４、及び受信機付き掃除機２８５以外にも、受信機を備えた様々な装置を適用可能である。例えば、火災警報器等と連携してもよく、その場合はセンサー１２０で異常に高い温度を検出した時、火災報知機のアラームを鳴らすようにすることが考えられる。こうすることで、火災報知機の検出性能をさらに向上させることができる。
また、空気調和機器２００が制御する対象は、同じ部屋にある装置に限定するものでもない。例えば、ルーター２８１を介してインターネットに接続し、サーバーにデータをアップロードし、それらのデータを用いて空気調和機器２００や受信機付きファン２８２等を制御しても構わないし、例えば他の装置の制御や、統計調査や故障予測等、別の用途に用いても構わない。さらには、冷蔵庫を対象にする場合には、就寝者５１が睡眠に入ったことを検出すると、冷蔵庫をコンプレッサーの動作を控えて運転させるといった制御が考えられる。するこれにより、冷蔵庫の音が静かになるため、就寝者５１はより深い眠りを得ることができる。
［センシングデータの取り扱い］
次に、図９を用いて、センサー１２０で測定されたデータ（取得された情報）の扱いに関して説明する。
図９は、センサー１２０で測定されて第１の制御部２３０にて抽出されたデータである、就寝者５１の顔温度の推移の一例である。図９では、横軸が時間を縦軸が顔温度を示している。
まず、図９（ａ）では、センサー１２０での測定時間間隔をｐ１（秒）としており、顔温度がｐ１（秒）毎にプロットされていることが分かる。この場合、ｐ１（秒）毎にセンサー１２０から得られた情報をもとに第１の制御部２３０で顔温度を抽出し、ｐ１（秒）毎に送信処理部２３１から制御信号が送信される。ここで一般に、睡眠時の体温は、睡眠初期から朝方にかけて徐々に低下してゆくことが分かっているが、さほど大きな変動は見られない。そのため、睡眠時に送信される大方の制御信号が、同じデータの制御信号となる可能性が高い。
そこで、例えば受信機付きファン２８２の側で、ｐ１（秒）経過後に制御信号が受信されない場合は、直前の制御信号を用いて制御するように設定しておく。このような受信機付きファン２８２を設定できれば、センサー１２０及び第１の制御部２３０によって抽出された顔温度が、ｐ１（秒）前の顔温度と同じであった場合、第１の制御部２３０は制御信号の送信をやめることができる。
こうすることで、送信処理部２３１から余分な制御信号を送信する必要がなくなり、送信処理部２３１の駆動と、ルーター２８１での受送信と、受信機付きファン２８２等での制御信号の受信に掛かる消費電力を削減できるという効果を有する。
図９（ａ）の例では、実際に制御信号が空気調和機器２００の送信処理部２３１から発信されるタイミングは、○印で示された、測定初期のタイミングと、顔温度がｆ１（℃）に遷移したｔ１秒後と、顔温度がｆ２（℃）に遷移したｔ２秒後と、顔温度がｆ３（℃）に遷移したｔ３秒後のみとなる。
また、図９（ｂ）の例では、センサー１２０での測定時間間隔は、測定初期ではｐ１（秒）毎に顔温度を抽出するが、ｐ１（秒）の時間間隔で抽出された顔温度が２回連続同じ温度であった場合には、測定間隔をｐ１（秒）からそれよりも長いｐ２（秒）に変更して顔温度を抽出する。
例えば、受信機付きファン２８２の側で、ｐ１（秒）経過後に制御信号が受信されない場合は、直前の制御信号を用いて制御するように設定しておく。このような受信機付きファン２８２を設定できれば、センサー１２０及び第１の制御部２３０によってｐ１（秒）間隔で抽出された幾つかの顔温度が、連続して同じ温度であった場合、第１の制御部２３０が制御信号を送信する間隔を長くする（間引く）。これにより、送信処理部２３１から余分な制御信号を送信する回数が減り、送信処理部２３１の駆動と、ルーター２８１での受送信と、受信機付きファン２８２等での制御信号の受信に掛かる消費電力を削減できるという効果を有する。
なお、図９（ｂ）では、センサー１２０での測定間隔をｐ１（秒）からｐ２（秒）に変更することを説明した。しかし、勿論センサー１２０での測定間隔を変更するのではなく、第１の制御部２３０での顔温度の抽出タイミングをｐ２（秒）に変更したり、送信処理部２３１から制御信号を送信するタイミングをｐ２（秒）に変更したりしても構わない、ここではその手段を限定するものではない。また、図９（ａ）の方式と図９（ｂ）の方式とを組み合わせても構わない。
なお、本実施形態においては、睡眠時の顔の温度を例にとって説明したが、勿論覚醒時であっても、他の部位であっても同様な制御を行ってよく、推移する体温変動に応じて、同様な効果が得られる。
（第３の実施形態）
上述の第１及び第２の実施形態において、睡眠中を例にとって熱画像センサーを搭載した空気調和機器１００及び２００に関して説明した。この第３の実施形態では、熱画像センサーを搭載した空気調和機器１００及び２００において具体的にどのような制御をすればより快適な睡眠が得られるのかを説明する。
まず、図１０を用いて、睡眠時における人の一般的な生理現象を説明する。
図１０（ａ）は睡眠の深さの時間経過を、図１０（ｂ）は睡眠中の体温や体表面温度の時間経過を、図１０（ｃ）は体動量の時間経過を、それぞれ示している。なお、図１０に示すデータは、典型的な人における一例であり、個人差や周囲環境等に依存してこれらの波形は異なる。
図１０（ａ）を用いて、睡眠の深さに関して説明する。
睡眠中は、眼球が急速に動作するＲＥＭ（Rapid Eye Movement）睡眠と、眼球運動を伴わないノンＲＥＭ睡眠の二種類に分けられ、さらにノンＲＥＭ睡眠は睡眠の深さに応じて１〜４の段階が存在する。なお、睡眠段階４が最も睡眠が深く脳も眠っているが、一方でＲＥＭ睡眠は、体は眠っているのに脳は活動している状態と言われている。図１０（ａ）で示すように、睡眠中にはＲＥＭ睡眠とノンＲＥＭ睡眠とは交互に現れる。入眠直後はまずノンＲＥＭ睡眠が現れ、次にＲＥＭ睡眠が現れる。この周期は約９０分程度であることが一般的とされており、一晩の間にはこの周期が４〜５回現れるのが普通と言われている。この約９０分の周期のことをウルトラディアンリズムとも言う。
また、図１０（ｃ）に示すように、一般に睡眠中の体動量は、睡眠が深い時には発生しにくく、睡眠深度が浅い時やＲＥＭ睡眠の段階において発生頻度が高くなると言われている。
次に、図１０（ｂ）を用いて睡眠中の体表面温度変動に関して説明する。
睡眠中は代謝量が下がるため、深部体温（実線）は、睡眠前から低下する傾向にあり、一般に睡眠中期から後期に最低体温まで下がった後、目覚めに向けて上昇する。また、額部皮膚温（点線）は、体表面温度であるが比較的深部体温に近く環境温度の影響を受けにくい部位であり、睡眠中は定常状態に落ち着いた以降はほぼ一定温度を示す傾向にある。一方で、鼻部皮膚温（破線）は、末梢部に該当し、環境温度の影響を受けやすい。また、一般にＲＥＭ睡眠中は自律神経系の活動が不安定となるため、末梢部の皮膚温は環境温度の影響を受けやすくなると言われており、図１０（ｂ）の鼻部皮膚温のように、環境温度によってはＲＥＭ睡眠時近傍において体表面温度が変動する場合があることが知られている。また、睡眠時に一時的に覚醒する中途覚醒は、ＲＥＭ睡眠やその前後の睡眠深度１〜２程度の比較的浅い睡眠のタイミングで発生頻度が高いとされており、この期間の室内環境を快適に保つことが、中途覚醒頻度の低減、ひいては快適な睡眠の増進に繋がると考えられる。
一般に、人が寒さを感じている時は、末梢部に向けて流れる血流の量を抑えることで深部体温の低下を防止していると考えられており、深部体温に対して末梢皮膚温が所定温度まで低下するとその人は寒さを感じていると推定することができる。また、人が暑い場合はその逆で、その場合は末梢部に向けて流れる血流の量を増やすことで体内の熱の拡散を促進しており、その場合は寒い時と比較して相対的に末梢皮膚温が上昇することになる。すなわち、鼻部皮膚温のような末梢皮膚温をモニターすることで、人の温冷感を推定することができる。また、その末梢皮膚温が所定温度範囲に収まるように空気調和機器等で環境温度を調整することで、常に快適な睡眠環境を維持することができると考えられる。一方で、図１０（ｂ）で示したように、ＲＥＭ睡眠時において体表面温度は環境温度の影響を受けやすくなるため、このタイミングにおける鼻部等の末梢部位に該当する体表面温度の変動が小さくなるように空気調和機器で周囲温度を調整することで、中途覚醒の頻度を低減させ、さらに快適な睡眠環境を提供することが可能になると考えられる。
なお、ここでは、末梢皮膚温として鼻部皮膚温を例として示したが、勿論他の部位でも構わず、頬部や手背、手掌部等もあり、測定部位を限定するものではない。
また、深部体温が人によってばらつくように、末梢部の皮膚温も人によってある程度個人差が見られるが、深部体温に近い額部皮膚温と末梢皮膚温との差分を取り、その値が所定温度以下になるように環境温度を調整することで、個人差の少ないさらに快適な睡眠環境を提供することができると考えられる。一例として図１１に、鼻部皮膚温から額部皮膚温を引いたグラフを示す。上で述べたように睡眠が浅くなるにつれ鼻部と額部との温度差分が上昇しており、ＲＥＭ睡眠タイミングの近傍でピークを迎えているのが分かる。この周期的な体温変動が小さくなるよう空気調和機器で周囲温度を調整することで、中途覚醒の頻度を低減させ、さらに快適な睡眠環境を提供することが可能になると考えられる。
さらに、上記では深部体温に近い部分として額部としたが、それ以外の部位でも深部体温を反映している部分であれば構わず、例えば血管部位を用いても構わない。例えば、血管部位と非血管部位との比較により温冷感を推定することも可能である。例えば、図１２のように、手の血管部位３０６の温度と近傍の非血管部位３０７の温度とを測定して差分を取っても構わない。こうすることで、個人差が少なく、さらに近傍部位の温度から温冷感を推定できるため、測定も簡便に行えるという効果もある。
次に、睡眠中に体の皮膚温を測定する方法の一例を説明する。
図１３は、第３の実施形態における空気調和機器３００に搭載したセンサー１２０で就寝者５１の皮膚温を測定する様子の模式図である。センサー１２０は、例えば図１４に示す温度センサー１２１でも構わない。図１４に示す温度センサー１２１は、赤外線検出素子１２１ｅを設けた赤外線検出素子アレイ１２１ｂと、赤外線検出素子アレイ１２１ｂを保持する軸１２１ｄと、軸１２１ｄを保持する基板１２１ａと、赤外線検出素子１２１ｅ上に熱画像を結像するレンズ１２１ｆと、軸１２１ｃとからなる。軸１２１ｃは、紙面における左右方向に回転することが可能で、軸１２１ｄは、紙面における上下方向に回転することができる。また、レンズ１２１ｆは、図示しない部材により赤外線検出素子アレイ１２１ｂに対して固定されている。この状態において、軸１２１ｃや軸１２１ｄを回転させることで、上下左右方向から熱画像を広く結像することが可能である。
ここで、レンズ１２１ｆには、遠赤外線を結像させるために、一般には遠赤外線を透過可能なゲルマニウムやシリコン等が使用される。しかし、レンズ１２１ｆの材料は、樹脂材料であれば高密度ポリエチレン等でも構わず、遠赤外線を透過する硝材であれば限定はしない。このような広い角度を走査可能な温度センサー１２１を用いることにより、動作初期には図１３のように室内を角度θ１のように広く走査することにより、どこに人が存在するかを検出することができる。このとき得られる画像の一例を図１５（ａ）に示す。一般に、人間の皮膚温は例えば額近傍であれば３３℃程度であり、通常の睡眠時において周囲温度よりも高い。よって、高温部位を検出することにより、就寝者の位置を把握することができるし、入室時からの動作をトレースすることで、テレビ等の発熱体であっても静止していれば区別することが可能である。この時、温度センサー１２１は、例えば複数の赤外線検出素子１２１ｅで１画素を形成することで、形成される１画素あたりの感度が向上して高速な走査が可能になり、迅速に就寝者５１の位置を検出することができる。
角度θ１の走査で得られた画像から就寝者５１の顔の位置を検出すると、次は就寝者５１の顔面近傍の温度を詳細に検出することになる。この検出では、図１３のように室内を角度θ２で狭く走査することにより、就寝者５１の顔面近傍の詳細な温度を検出する。その顔面近傍の熱画像の一例を図１５（ｂ）に示す。一般に、顔面の皮膚温の中では額の温度が最も高く、鼻もしくは頬の温度が最も低い。そこで、例えば顔面の位置を抽出して切り出し、その中心部分の温度の中で、最低温度の箇所（図中Ａ２）を鼻部、最高温度の箇所（図中Ａ１）を額部として検出しても構わない。また、例えば、顔の輪郭と額位置から頬部の位置を同定しても構わない。このようにして、就寝者５１の額部温度、鼻部温度、及び頬部温度等を検出することができる。
なお、ここで述べた方法は、就寝者５１の体表面温度を測定するための一例であり、他の方法でも構わない。例えば、温度センサー１２０は、図１６に示す温度センサー１２２でも構わない。温度センサー１２２は、基板１２２ａと、赤外線検出素子１２２ｅを二次元マトリクス状に配列した赤外線検出素子アレイ１２２ｂと、ズームレンズ１２２ｈを構成するレンズ１２２ｆ及びレンズ１２２ｇとで構成されている。赤外線検出素子アレイ１２２ｂは、基板１２２ａに取り付けられており、ズームレンズ１２２ｈは図示しない部材により基板１２２ａに保持されている。レンズ１２２ｆ及び１２２ｇは、図示しない機構部品により光軸と平行な方向にスライドすることができる。このような構成において、レンズ１２１１２ｆとレンズ１１２ｇの位置関係を調整することで、広角画像と望遠画像の両方を撮影することができる。例えば、レンズ１２２ｆとレンズ１２２ｇの位置関係を調整することで、図１５（ａ）のような広角画像を撮影することができる。また、温度センサー１２２に、温度センサー１２１と同様に軸１２２ｃや軸１２２ｄを取り付けることで、任意の位置の望遠画像を取得することができる。すなわち、初期にはレンズ１２２ｆとレンズ１２２ｇの位置関係を調整することで、図１５（ａ）のような広角画像を撮影し、撮影した画像から顔面位置を抽出し、軸１２２ｃや軸１２２ｄを回転させて抽出した顔面位置に向けた状態でさらにレンズ１２２ｆとレンズ１２２ｇの位置関係を調整することで、図１５（ｂ）のような顔面の温度分布を高い解像度で撮影することが可能になる。
なお、図１６の赤外線検出素子アレイ１２２ｂは、画素数が１０画素×１０画素であるが、これはあくまで一例であり画素数は任意に決めることが可能である。また、図１５に示した画像もあくまで一例であり、温度センサー１２１及び１２２の赤外線検出素子の画素数と対応するものでもない。
次に、このような皮膚温の変動を検出するためには、高い温度精度で皮膚温を検出する必要がある。この方法に関して、図１７〜図１９を用いて説明する。図１７は、高い温度精度で皮膚温を検出するために空気調和機器１００及び２００をさらに発展させた、第３の実施形態における空気調和機器３０１の構成を示す図である。
図１７に示すように、空気調和機器３０１は、電源部１１０、センサー１２０、第１の制御部１３０、スイッチ部１４０、第２の制御部３５０、操作部１６０、及び装置機能部３７０を備えている。この第３の実施形態における空気調和機器３０１は、第２の制御部３５０及び装置機能部３７０が特徴的な制御を行うことが、第１の実施形態における空気調和機器１００と異なる。第２の制御部３５０及び装置機能部３７０以外の構成は、空気調和機器１００の構成と同じであるので説明を省略する。
装置機能部３７０は、ルーバー１７１の状態を第２の制御部３５０にフィードバックする。具体的には、装置機能部３７０は、ルーバー１７１が向いている方向（風が吹き出される方向）を第２の制御部３５０に通知する。第２の制御部３５０は、装置機能部３７０から通知されたルーバー１７１が向いている方向をセンサー１２０に伝える。このような構成にすることで、ルーバー１７１の位置に応じてセンサー１２０を動作させることができる。
図１８は、空気調和機器３０１を用いた例である。この例では、ルーバー１７１から吹き出される風が就寝者５１に直接あたらないタイミングで、センサー１２０により就寝者５１の顔面の温度分布を測定する。このようにすれば、就寝者５１に風があたって表面温度が一時的に低下した状態をセンサー１２０が測定してしまうことを回避することができる。よって、測定毎の温度ばらつきを低減でき、測定温度の精度を向上させることができる。勿論、就寝者５１に直接風があたらないタイミングにおいて、ルーバー１７１の向きがある所定の方向を向いているタイミングに同期させて、センサー１２０で温度を測定しても構わない。そうすることで、ルーバー１７１から吹き出される風が仮に間接的に就寝者５１にあたっていたとしても、毎回同じ条件で温度測定されることになるので測定ばらつきを低減できるという効果を有する。
また、センサー１２０及び第１の制御部１３０の処理によって人が存在しかつ人が布団に入ったことを検出した場合に、第２の制御部３５０を経由してファン１７３の風量を低減させても構わない。こうすることで、ルーバー１７１から吹き出される風が間接的に就寝者５１にあたっていたとしても、測定ばらつきを低減できるという効果を有する。
ここで、人が布団に入ったかどうかは、図１０（ｃ）に示すような体動量から判断しても構わない。布団に入った場合の体動量は、起きている場合と比較して少なくなるため、体動量が一定以下の値になった場合に布団に入ったと見なすことができる。それ以外であっても、例えば人の存在が検出された状態において所定温度以上の温度域が所定面積以下になった段階で、布団に入ったと判断しても構わない。勿論、人が布団に入ったと判別できればこれら以外の方法でも構わないし、人が操作部１６０（リモコン等）でその旨を空気調和機器に送信しても構わない。
また、空気調和機器３０１において、通常はセンサー１２０にて設定された温度から所定温度以上乖離したと第２の制御部３５０で判断した場合に、コンプレッサー１７２を動作させるため、例えば図１９（ａ）のようにコンプレッサーの動作期間は離散的となる。図１９（ａ）においては、一例として設定温度±０．３℃（温度制御幅△Ｔ１＝０．６℃）以上乖離するとコンプレッサー１７２の動作をオン／オフする場合を示している。ＲＥＭ睡眠近傍においては、上述の通り自律神経の機能が低下し、体表面温度が環境温度の影響を受けやすくなるため、より精密な温度制御が好ましい。よって、上で述べたようにセンサー１２０及び第１の制御部１３０の処理によって人が布団に入ったと判断された場合、図１９（ｂ）のように、例えば制御温度幅△Ｔ２＝０．２と通常駆動時よりも小さくなるように制御しても構わない。こうすることで、ＲＥＭ睡眠近傍においても、就寝者５１の体温を精密に制御できるようになるため、より快適な睡眠を提供できるようになる。なお、ここでの温度制御幅はあくまで一例であり、限定するものではない。
また、コンプレッサー１７２の動作をオン／オフさせるタイミングを、第１の制御部１３０で処理した結果から得たＲＥＭ睡眠／ノンＲＥＭ睡眠のタイミングに同期させても構わない。こうすることで、より快適な睡眠を得られる。なお、ＲＥＭ睡眠／ノンＲＥＭ睡眠のタイミングは、熱画像から第１の制御部１３０で抽出された体動量から判断しても構わないし、鼻部等の末梢部の体温変動周期から判断しても構わないし、その手段を限定するものではない。
（第４の実施形態）
ここまでは、センサー１２０で得た情報から、第１の制御部１３０又は２３０で状態を検出していたが、他の装置から状態を受信しても構わない。
図２０Ａは、送信処理部２３１及び受信処理部２３２を備えた第１の制御部４３０を構成に含んだ、第４の実施形態における空気調和機器４００の構成を示す図である。受信処理部２３２は、例えば、無線電波を受信する受信機や受信機を制御するコントローラなどから構成される。
図２０Ａに示す空気調和機器４００では、受信処理部２３２を介して他の装置から情報を入手することができる。例えば、睡眠状態においては、敷布団５３ｂの下に敷いた体動を検出するマット型のセンサーや、就寝者５１の腕にはめた加速度センサーを搭載した腕時計型のセンサー等を利用して、就寝者５１の状態に関する信号を、空気調和機器４００が取得することができる。空気調和機器４００は、他の装置から取得した情報に基づいて、装置機能部１７０を制御しても構わない。こうすることで、さらに検出精度を向上することができるため、さらに快適な環境を提供することができる。
なお、図２０Ａの例では、受信処理部２３２が第１の制御部４３０に含まれる構成を示したが、図２０Ｂの空気調和機器４０１で示すように、受信処理部２３２を第１の制御部４３０とは独立した構成としてもよい。この構成によれば、第１の制御部４３０による制御とは別に、他の装置から取得した情報に基づいて第２の制御部１５０を制御することができる。
（第５の実施形態）
上記各実施形態においては、センサーが搭載された装置として、空気調和機器を用いて説明した。本第５の実施形態においては、図２１（ａ）のようにセンサー１２０が搭載されたディスプレイ機器５００を用いた場合に関して説明する。
まず、図２１（ｂ）を用いて、本ディスプレイ機器５００の構成を説明する。
ディスプレイ機器５００は、電源部１１０、センサー１２０、第１の制御部１３０、スイッチ部１４０、第２の制御部１５０、操作部１６０、及び装置機能部５７０を備えている。装置機能部５７０は、チューナ５７１及びスピーカ５７２等を含んでいる。なお、装置機能部５７０の構成は一例であって、他の構成が含まれていても、一部の構成が欠けていてもよい。図２に示した第１の実施形態に係る空気調和機器１００の構成と同様に、本ディスプレイ機器５００においても、センサー１２０及び第１の制御部１３０への電源が、スイッチ部１４０を介さずに電源部１１０から直接供給されており、スイッチ部１４０がオフされている間であっても、室内の温度分布を測定し続けることができる。
この第５の実施形態におけるディスプレイ機器５００は、制御対象である装置機能部５７０が、第１の実施形態における空気調和機器１００と異なるだけで、基本的な制御思想は同じである。装置機能部５７０以外の構成は、空気調和機器１００の構成と同じであるので説明を省略する。
第２の制御部１５０は、装置機能部５７０に接続されており、第１の制御部１３０から受けた制御内容に基づいて、チューナ５７１により表示コンテンツを選択し、スピーカ５７２により音量を調整することができる。例えば、ディスプレイ機器５００の停止中に、図２１（ａ）のように視認者５６がディスプレイ機器５００の正面に来た場合、センサー１２０から得られた情報（データ）により、第１の制御部１３０は人の存在を抽出する。それにより、第１の制御部１３０は、スイッチ部１４０をオン状態に切り替えてディスプレイ機器５００を起動し、画像を表示させる。これにより、視認者５６は、リモコン等の操作部１６０を操作することなく、画像を視認することができるようになる。
また、ディスプレイ機器５００の画像を視認中、センサー１２０から得られた情報（画像）により、第１の制御部１３０は、例えば顔の大きさから視認者５６の年齢を推定することができる。さらに、第１の制御部１３０は、推定された年齢から、画面上に年齢層にあった番組を表示させることで、番組を推薦しても構わない。
また、センサー１２０から得られた情報により、第１の制御部１３０は、視認者５６の位置を抽出した場合、次のような制御が可能である。
ディスプレイ機器５００が左右のステレオスピーカを搭載した機器であれば、第１の制御部１３０は、第２の制御部１５０を制御して、抽出した視認者５６の位置に基づいて左右のスピーカのバランスを調整することができる。これにより、視認者５６がどこの位置で視認しても、常に臨場感にあふれた音を提供することができる。
また、ディスプレイ機器５００が映像を見せる画面方向を調整できる機能を備えた機器であれば、第１の制御部１３０は、第２の制御部１５０を制御して、画面を視認者５６の方向に向けることができる。これにより、視認者５６によるディスプレイ機器５００の視認性を損なうことがなくなる。
さらに、本ディスプレイ機器５００は、送信処理部や受信処理部を備えていないが、上記第２及び第３の実施形態で説明したように送信処理部２３１や受信処理部２３２を備えることで、他の装置と通信しても構わない。また、第２の実施形態のように、受信機付きの送風機器、照明機器、掃除機器等と連携しても構わないし、その他の装置と連携しても構わず、その組み合わせを限定するものではない。
なお、上記第１〜第５の実施形態で説明した機器構成による制御では、第１の制御部１３０によるスイッチ部１４０及び第２の制御部１５０の指示（制御）と、操作部１６０によるスイッチ部１４０及び第２の制御部１５０の指示（制御）とが、競合したり相反したりする場合が考えられる。これについては、例えば、いずれかの指示を優先させるというルールを機器に与えたり、自動で制御を行う「センサーモード」と手動（リモコンやタイマーによる操作等）で制御を行う「ユーザモード」とを設けてユーザに切り替えさせたり、することによって対処することができる。
また、上記第１〜第５の実施形態で説明した機器構成では、第１の制御部１３０と第２の制御部１５０とが別構成であるとして記載していた。しかしながら、第１の制御部１３０と第２の制御部１５０とは、機能的に独立してさえいればよく、例えば１つのＩＣチップ内に電源系統を独立させて半導体化されている等、必ずしも物理的に独立していなくても構わない。
なお、上記各実施形態で示される構成要素や構成要素の接続形態等は一例であり、本発明を限定するものではない。つまり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成要素やその接続形態等を他の装置へ展開したり、構成要素やその接続形態等に様々な変形を加えたり，それらを組み合わせたりすることができるのは、言うまでもない。また、本発明における必須の構成は、最上位概念を示す独立請求項によって限定される。よって、実施形態で説明した構成要素のうち独立請求項に記載されていない構成要素については、必須ではなく実施形態の一例として説明している。
本発明のセンサー搭載装置は、簡便な構成でありながら、装置の利便性を大幅に向上させること等が可能である。
１０ 装置
１００、２００、３００、３０１、４００、４０１、１０００ 空気調和機器
１２、１２０、１２００ センサー
５１、５４、５５、５６ 人（就寝者、入室者、視認者）
５３ 寝具
５３ａ 掛布団
５３ｂ 敷布団
１１０、１１００ 電源部
１２１、１２２ 温度センサー
１２１ａ、１２２ａ 基板
１２１ｂ、１２２ｂ 赤外線検出素子アレイ
１２１ｃ、１２１ｄ 軸
１２１ｅ、１２２ｅ 赤外線検出素子
１２１ｆ、１２２ｆ、１２２ｇ レンズ
１２２ｈ ズームレンズ
１３０、２３０、４３０、１３００ 第１の制御部
１４０、１４００ スイッチ部
１５０、３５０ 第２の制御部
１６０ 操作部
１７０、３７０、５７０ 装置機能部
１７１ ルーバー
１７２ コンプレッサー
１７３ ファン
２３１ 送信処理部
２３２ 受信処理部
２８１ ルーター
２８２ 受信機付きファン
２８３ 指標機能部
２８４ 受信機付き照明
２８５ 受信機付き掃除機
３０６ 血管部位
３０７ 非血管部位
５００ ディスプレイ装置
５７１ チューナ
５７２ スピーカ
ここで、例えば、第１の制御部は、センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、新たな装置周辺の情報に基づく指示を第２の制御部に与えなければ、装置の消費電力を低減できる。
この他の一態様によれば、本装置以外の別の装置を容易に制御することができる。
ここで、例えば、第１の制御部は、センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、装置の外に送信しなければ、装置の消費電力を低減できる。
ここで、例えば、第１の制御部は、センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、センサーが装置周辺の情報を取得する時間間隔を変更することや、新たな装置周辺の情報の処理間隔を変更することもできる。これにより、装置の消費電力を低減できる。
以下に、上記構成の違いによって第２の実施形態における空気調和機器２００が実現する機能を、実施例１〜４を用いて説明する。
なお、ここで述べた方法は、就寝者５１の体表面温度を測定するための一例であり、他の方法でも構わない。例えば、センサー１２０は、図１６に示す温度センサー１２２でも構わない。温度センサー１２２は、基板１２２ａと、赤外線検出素子１２２ｅを二次元マトリクス状に配列した赤外線検出素子アレイ１２２ｂと、ズームレンズ１２２ｈを構成するレンズ１２２ｆ及びレンズ１２２ｇとで構成されている。赤外線検出素子アレイ１２２ｂは、基板１２２ａに取り付けられており、ズームレンズ１２２ｈは図示しない部材により基板１２２ａに保持されている。レンズ１２２ｆ及び１２２ｇは、図示しない機構部品により光軸と平行な方向にスライドすることができる。このような構成において、レンズ１１２ｆとレンズ１１２ｇの位置関係を調整することで、広角画像と望遠画像の両方を撮影することができる。例えば、レンズ１２２ｆとレンズ１２２ｇの位置関係を調整することで、図１５（ａ）のような広角画像を撮影することができる。また、温度センサー１２２に、温度センサー１２１と同様に軸１２２ｃや軸１２２ｄを取り付けることで、任意の位置の望遠画像を取得することができる。すなわち、初期にはレンズ１２２ｆとレンズ１２２ｇの位置関係を調整することで、図１５（ａ）のような広角画像を撮影し、撮影した画像から顔面位置を抽出し、軸１２２ｃや軸１２２ｄを回転させて抽出した顔面位置に向けた状態でさらにレンズ１２２ｆとレンズ１２２ｇの位置関係を調整することで、図１５（ｂ）のような顔面の温度分布を高い解像度で撮影することが可能になる。

Claims (18)

  1. センサーが搭載された装置であって、
    装置に供給する電源を生成する電源部と、
    装置周辺の情報を取得するセンサーと、
    前記センサーが取得した情報に基づいて指示を与える第１の制御部と、
    前記第１の制御部の指示に従って装置を制御する第２の制御部とを備え、
    前記センサー及び前記第１の制御部へは、前記電源部から電源が直接供給され、
    前記第２の制御部へは、前記第１の制御部によってオンオフ状態が制御されるスイッチ部を介して、前記電源部から電源が供給されることを特徴とする、装置。
  2. 前記第１の制御部は、前記スイッチ部がオフ状態の時に前記センサーによって装置の動作が要求される情報が取得されると、前記スイッチ部をオン状態に切り替えて前記第２の制御部に指示を与えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第１の制御部は、前記センサーが取得した情報に基づく指示を装置の外に送信することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 前記第１の制御部は、前記センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、当該新たな装置周辺の情報に基づく指示を前記第２の制御部に与えないことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
  5. 前記第１の制御部は、前記センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、当該新たな装置周辺の情報に基づく指示を装置の外に送信しないことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
  6. 前記センサーは、装置周辺の情報を所定の時間間隔で取得することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  7. 前記第１の制御部は、前記センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、前記センサーが装置周辺の情報を取得する時間間隔を変更することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  8. 前記第１の制御部は、前記センサーにおいて以前に取得された装置周辺の情報と差異がない新たな装置周辺の情報が取得された場合、当該新たな装置周辺の情報の処理間隔を変更することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  9. 前記センサーは、温度センサー及び湿度センサーの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  10. 前記第１の制御部は、前記センサーで取得された装置周辺の情報から人の行動を推定することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
  11. 前記第１の制御部は、前記センサーで取得された装置周辺の情報から睡眠時の布団の状態を推定することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記装置は、空気調和機であり、
    前記第１の制御部は、前記第２の制御部に指示を与えることによって、風の送出／停止、方向、強さ、温度、及び湿度の少なくとも１つを制御することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
  13. 前記装置は、ディスプレイ装置であり、
    前記第１の制御部は、前記第２の制御部に指示を与えることによって、表示部に表示するコンテンツの選定を制御することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
  14. 前記第１の制御部は、前記センサーが取得した情報に基づく指示を装置の外に送信することで、当該指示を受信した別の装置を遠隔制御することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
  15. 前記第１の制御部は、空気調和機能を有した前記別の装置に対して、風の送出／停止、方向、強さ、温度、及び湿度の少なくとも１つを遠隔制御することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
  16. 前記第１の制御部は、照明機能を有した前記別の装置に対して、照明の点灯／消灯、及び調光の少なくとも１つを遠隔制御することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
  17. 前記第１の制御部は、掃除機能を有した前記別の装置に対して、掃除の開始／停止、場所、及び時間の少なくとも１つを遠隔制御することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
  18. 前記第１の制御部は、冷凍及び／又は冷蔵機能を有した前記別の装置に対して、冷凍及び／又は冷蔵の開始／停止、及び温度の少なくとも１つを遠隔制御することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
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