JPH02133741A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば室内への吹出風の吹出方向を自動的
に変更する機能等を有する空気調和機に関するものであ
る。

（従来の技術） 上記のような空気調和機の従来例としては、例えば特開
昭ｆｉｌ−１９５２３２号公報記載の装置を挙げること
ができる。その装置においては、壁面に据イ（１られた
空気調和機の室内機からの前後、また左右方向に室内を
複数の領域に区画し、各領域にそれぞれ対応させて複数
の赤外線センサを上記室内機内に設けている。そして各
領域から到来する赤外線によって、各領域毎の床面等の
温度を測定し、この測定結果を基に上記室内機からの吹
出風の吹出方向を制御して室内の温度分布を均−乙こす
るよ・うになされている。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記のような温度測定に用いる赤外線センサは
比較的高価な部品であり、上記従来装置では、室内の区
画領域にそれぞれ対応させて赤外線センサを複数設ける
構成であるために、製作費が高くなるという問題がある
。一方、人体より放射される体温相当の赤夕１線を赤外
線センサで検出することにより、室内の人の位置を検出
し、これＧこよって、人を中心に吹出風の吹出方向を制
御するよ一］に構成することで、さらに空調快適性の向
−にを図ることができる。しかしながらこのために、大
検山川の赤夕４線センザを別途設しＪる場合もこはさら
に製作費が高くなる。

この発明は上記に鑑ノなされたものであって、その目的
は、例えば室内への吹出風の吹出方向を制御して空調快
適性を向上するための室内の温度分布の測定や人の位置
の検出をより安価な構成でなし得ると共に、さらに人の
検出の信頼性を向上し得る空気調和機を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） そこで第１図に示すように、この発明の第１請求項記載
の空気調和機は、空気調和機本体２０に、一個の赤外線
センサ３と、複数の領域Ａ−Ｆに区画される空調室内の
上記各領域Δ〜Ｆにそれぞれ対応する複数の偏光部５８
〜５ｒを有する集光手段５とを設けて、空調室内からの
赤外線が一ヒ記各領域Ａ−Ｆ毎にそれぞれ対応する偏光
部５８〜５ｆを介して上記センサ３に入射すべく構成す
る一方、上記各領域Ａ〜Ｆ毎の各入射赤外線の一つを選
択的に透過させ、他を遮断する切換手段６と、上記切換
手段６を作動して上記センサ３への入射赤外線を所定時
間毎に順次切換える切換制窃１手段３４と、」−記セン
４Ｊ３への入射赤外線からその赤外線放射物の温度を求
める温度変換手段３３と、上記各領域Ａ〜Ｆ毎の所定時
間内における上記センサ３への入射赤外線の変化を検出
して人の存在を判別する人検出手段４３と、各領域Δ〜
Ｆ毎に求められる赤外線放射物の温度と人の存在の判別
結果とを記憶する記憶手段４２とを設けている。

また第２請求項記載の空気調和機は、上記第１請求項記
載の装置において、一つの領域Ａ−Ｆにおける赤外線放
射物の温度が略人体温度であり、かつその領域Ａ＝Ｆに
おける所定時間内の上記センザ３への入射赤夕）線から
人の存在が判別されなかった場合に、再度その領域Ａ−
Ｆからの赤外線を上記センサ３に入射させるべく上記切
換手段６の作動を−Ｆ記切換制御手段３４が行う。

なおこの明細書の中では、波長０．１〜’ｌＦＨｔｍの
赤外線を対象とし２、この赤外線に光に係る制量を適宜
用いて説明する。

（作用） 上記第１請求項記載の空気調和機においては、各領域Ａ
−Ｆ毎の赤外線が順次赤外線セン→ノ３に入射され、各
領域Ａ　−Ｆ毎に赤外線放射物、例えば床面の温度が求
められ、室内の温度分布の測定が行われる。また同時に
上記センサ３・＼の入射赤外線の変化の有無によって各
領域Ａ−Ｆ毎の人の存在が判別される。つまり人体から
放射される赤外線も上記センサ３に入射している場合に
は、その人の動きに伴って上記センサ３への入射赤外線
量が変化することから、この入射赤外線量の変化を検出
するごとによって、人の存在が判別され、人がいずれの
領域に位置しているかが検出できる。

このように上記では、室内の温度分布の測定と人の位置
の検出とが一個のセンサで可能であるので、例えば室内
への吹出風の吹出方向を制御して空調快適性を向上し得
る空気調和機をより安価に構成できる。

また上記第２請求項記載の空気調和機においては、人が
いる領域の例えば床面の温度が略人体温度である場合、
人の動きに伴う］−記センザ３への入射赤外線の変化塑
が小さくなり、所定時間内に検出できないおそれを生ず
る。そごでこの場合に、再度同じ領域に対する大の検出
操作を行・うことで検出ミスが低減され、より検出の信
頼性が向りする。

（実施例） 次１．ここの発明の空気調和機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。

まず第２図には、この発明の−・実施例におｉノる空気
調和機の壁掛は形室内機（空気８１４和機本体）２０が
一壁面に取付けられた室内の模式図を示している。上記
室内機２０には、その前面パネルに吸込口２１と、この
吸込口２１の下側に吹出口２２とが形成され、そして上
記吸込口２１の側部に赤外線検出装置３０が内装されて
いる。

第３図及び第４図には、上記赤外線検出装置３０の内部
構成を示す断面図を示しており、図において、ｌは、上
記赤外線検出装置３０の略箱形のケーシングであって、
このケーシング１の内部にはその中央位置に回路基板２
が立設され、そして熱電形の赤外線センサ３が、その受
光面を上記ケーシング１における前面（第３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。

さらに上記前面４にはフレネルレンズより成る集光板（
集光丁段）５が装着される一方、に記ケーシング１内乙
こは、上記回路基板２を囲う位置に円筒状のドラム（切
換手段）〔３が立設されている。

このドラム６の下端軸部には、第４図に示しているよう
に、」二記ドラム（３を回転駆動するだめのステップモ
ータ７が連結されている。

上記集光板５は、上記赤外線検出装置３０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、第４
図に示すように、−ヒ下二段、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。これらの小レンズ部５８〜５ｆは、第
２図に示すように、上記８畳間の室内において室内機２
０の直下近傍を除く床面を、上記室内機２０据付壁面か
らの前後方向に二分割、左右方向に三分割した計６領域
Ａ〜Ｆにそれぞれ対応して設りられ、領域Ａの床面や壁
面、家具等から放射される赤外線が小レンズ部５ａを通
して、また領域Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆからの各赤外線はそ
れぞれ小レンズ部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを通（
７゛Ｃ１上記センサ３の受光面に集光するようになされ
ている。

一方、上記センサ３と集光板５との間に円筒面の一部が
位置する前記ドラｌ、６には、その円筒面に、第５図に
示すように、周方向に互いに離間すると共に上下方向に
位置の異なる小形状の第１、第２開口８．９と、さらに
形状の大きな第３開口ｌＯとが形成されている。このド
ラム６を、例えば第３図において左回転させる場合に、
まず回転の初期位置において、第３開口ｌＯが集光板５
とセンサ３との間に位置し、このときには室内における
全領域Ａ−Ｆからの赤外線が上記第３開口１０を通して
センサ３に入射する。そして回転を開始すると、−に記
第３開口１０が全入射光路から外れた時点で第１開口８
が領域Ａからの入射光路上に位置し、このとき、領域Ａ
からの赤外線のみがセンサ３に入射する。次いでさらに
回転させることによって上記センサ３への入射が領域Ｂ
、、Ｃからの赤外線に順次切換えられる。そして第１開
口８が領域Ｃからの入射光路上を超えた時点で、第２開
口９が領域りからの入射光路上に位置し、したがってさ
らに回転させることで、上記と同様に、センサ３への入
射が領域り、Ｅ、Ｆからの赤外線に順次切換わるように
なされている。

前記回路基板２には、上記のようなドラム６の回転制御
と、センサ３に入射する赤外線量から各領域Ａ−Ｆ毎の
床面等の温度及び人の検出を行う制御回路が構成されて
おり、第６図にその制御ブロック図を示している。図の
ように、上記センサ３からの出力は、増幅回路３１、補
正演算部３２で信号増幅と補正とが行われた後、温度変
換部（温度変換手段）３３において温度信号に変換され
、マイクロコンビ１−夕の機蛯を有する制御ＩＣから成
るシーケンス処理部（切換制御手段）３４に入力される
。上記補正演算部３２には、放射率補正回路３５、セン
サ３の開開温度による温度補正回路３６の他に、センサ
３の受光面への入射赤外線の入射角が各領域Ａ〜Ｆ＊に
異なることを補正する赤外線入射エネルギ補正回路３７
、また床面までの距離や小レンズ部で規定される集光面
積が各領域Ａ〜Ｆ毎に異なることを補正する距離・面積
補正回路３８が設けられている。これらの赤外線入射エ
ネルギ補正回路３７と距離・面積補正回路３８とには、
各領域Ａ−Ｆ毎の検出操作開始時に、シーケンス処理部
３４から検出しようとする９Ｎ域に対応する補正定数が
入力される。

上記シーゲンス処理部３４は、モータ駆動部４１に逐次
作動信号を出力し、これによってドラノ、６の回転角度
位置を制御する機能と、上記温度変換部３３での温度信
号から各領域Ａ−Ｆ毎の温度と人との検出操作を行い、
その結果を記憶部（記憶手段）４２に格納する機能とを
有しており、以下、上記シーケンス処理部３４での制御
について第７図の制御フローチャートを参照して説明す
る。

第７閏のステップＳ１は検出領域の切喚を行うステップ
であって、モータ駆動部４１に作動信号を出力し、これ
によりステップモータ７が作動されて、ドラム６は、ま
ず前記した第１開口８が領域へからの入射光路上に位置
するまで回転される。

次いでステップＳ２において上記した補正演算部３２に
領域Ａに対応する補正定数を出力し、その後、ステップ
Ｓ３において第１タイマｔｍｌの計時を開始する。この
第１タイマｔｍｌには１領域当たりの検出操作時間ｔｌ
　（例えば３秒）が設定されている。

そしてステップＳ４で上記温度変換部３３から入力され
る温度信号の読込が、またステップＳ５で後述する温度
差へ′ｒと基準値Ｔｂとの比較が、上記第１タイマｔｍ
ｌでの計時が設定時間ｔ１に達するまで（ステップＳ６
）、所定のサンプリング時間毎に繰返される。

」１記温度差Δ′Ｆは、検出操作開始直後の最初の読込
温度からその後逐次読込まれる温度を引いて求められる
差の絶対値であって、領域Ａに人が存在せず、領域Ａに
おける床面や壁面、家具等の静止物からの放射赤外線の
みがセンサ３に入射している場合には、数秒の検出操作
時間の間では入射赤外線量に殆ど変化を生じず、したが
って１−記Δ′Ｆは殆どＯに維持される。一方、動体で
ある人が領域Ａにおり、人体から放射される赤外線も上
記センサ３に入射する場合には、この人の動きに伴って
入射赤外線量に変動を生じ、上記温度変換部３３からの
温度信号は検出操作時間の間で変化する。このことから
上記温度差へＴを、静止体のみの場合と人がいる場合と
の変化量の差異を識別し得る基準値Ｔｂと比較すること
によって、領域Ａにおける人の有無を判別することが可
能である。

そこで上記ステップＳ５において八Ｔが基準値Ｔｂを超
えたことが判別された時に番コステンプＳ７に移行し２
、記憶部４２における領域Ａに対応するメモリに人の存
在ありの確定信号を格納する。そして領域Ａに対する検
出操作を終了し７、ステップＳ１に戻る処理を行う。し
たがってこの実施例では、人検出手段４３を一上記ステ
・・プＳ５、Ｓ７にて構成している。

一方、八Ｔが基準値Ｔｂを超えるごとなく第１タイマｔ
ｍｌでの計時が設定時間ｔ１に達した場合には、続いて
ステ・ツブＳ８において上記の領域Ａに対する検出操作
の終了直前の温度Ｔａが略人体温度（３３〜３６°Ｃ）
であるか否かを判別し、これよりも低い場合、或いは高
い場合には、ステップＳ９に移行して上記温度Ｔａを領
域への温度として確定し、これを記憶部３４に格納して
領域Ａに対する検出操作を終了し、ステップＳ１に戻る
処理を行う。

上記ステップＳ８においてＴａが略人体温度と同じ温度
であった場合には、続いてステップＳ１０において第２
タイマｔｍ２の作動を開始する。このタイマｔｍ２には
追加の検出操作時間ｔ２が設定されており、この時間が
経過するまで、再度領域Ａに対して」−記と同様の検出
操作を行う。すなわち温度信号の読込（ステップ５１１
）と、温度差へＴの基準値Ｔｂとの比較（ステップ５１
２）とを上記設定時間ｔ２が経過するまで（ステップ５
１３）繰返すのである。そして上記ステップＳ１２にお
いて八ＴがＴｂを超えたことが判別された場合には、ス
テップＳ１４において領域Ａに人ありの確定を行ってス
テップＳ１に戻る処理を行い、また八ＴがＴｂ以下のま
ま設定時間ｔ２が経過した場合には、ステップＳ１５に
おいてこの時の温度Ｔａを領域への温度として確定し、
ステップＳ１に戻る処理を行う。つまり領域Ａの床面等
の静止体が人体温度に近い場合には、この領域Ａにいる
人の動きから生じるセンサ３への入射赤外線の変化量が
小さなものとなるために、人の存在を検出し得なくなる
おそれを多分に生じる。

そこで再度同じ領域での検出操作を繰返して検出ミスを
極力化し７ないようにしている。

上記の操作によって、領域Ａに人がいる場合にはその検
出が、また人がいない場合には領域Ａにおける床面等の
静止体の温度が検出されてステップＳ１に戻る処理が行
われる。次いでこのステップ５１において検出領域を領
域Ｂとする切換操作、すなわち領域Ｂからの赤外線がセ
ンサ３に入射するようにドラム６の回転が行われ、以降
、上記と同様に、領域Ｂにおける人の有無、或いは温度
の検出が行われる。続いて領域Ｃ，Ｄ、）沢Ｆの順で順
次同様の操作が繰返され、領域Ｆにおける操作が完了す
ると、再度領域Ａからの操作を行うこととなる。なお領
域Ａから領域Ｆまでの操作を完了する毎に、シーケンス
処理部３４がら空気調和機全体の運転を制御する空調運
転制御装置４４に、上記記憶部４２に記憶された各領域
の温度と人の位置している領域との各信号が送信される
。

第８図（ａ）（ｂ）には上記制御結果の一例を示してい
る。同図（ａ）において、領域Ａ、Ｃ，Ｄでの各検出温
度は検出操作時間ｔ１の間、大きな変化を生じておらす
、この結果、同図（ｂ）に示しているように、これらの
各領域Ａ、Ｃ，Ｄは人の不在領域として確定され、それ
ぞれの検出温度が各領域に対応して求められている。な
お領域Ｃにおいては検出温度が人体温度に近いために、
追加の検出操作が行われている。一方、同図（ａ）中の
領域Ｂにおいては、検出操作時間ｔ１の間に検出温度の
大きな変化を生じたことから、同図（ｂ）に示すように
、この領域Ｂに人ありの確定がなされている。

上記のよ・うな人の位置及び各領域毎の温度から空調運
転制御装置４４では、室内機２０の吹出口２２に設けて
いる吹出方向偏向フラップを作動して、吹出方向を制御
する。例えば暖房運転開始後、吹出温度が４０°Ｃにな
るまでの起動時には吹出風が人に当たらないようにして
コールドドラフトを防止し、吹出温度が４０°Ｃ以上と
なったときには水平フランゾを真下方向にして床面を暖
め、その後、室温が１５°Ｃ以上となった段階で、人に
温風を直接当てるような方向に吹出角を変更し、人の周
囲を栄、速に暖める。そしてこの場合、室内に低温領域
が残っているような場合には、この領域からの冷輻射に
よって充分な温暖感が得られないので、適宜低温領域に
も温風を吹出し、室内全体の温度分布を改善しながら、
より速暖感、温暖感を与え得る風向制御を行う。このよ
うな制御によって、より快適な空調状態とすることがで
きる。

また上記装置では、各領域毎の検出操作を行う前に、室
内全域からの赤外線をセンサ３に入射させるドラム６の
第３開口１０を用いて、室内に人がいるか否かをまず判
別し、室内に人がいない場合には各領域毎の操作を行わ
ないようにすることで、−１１記トラム６は停止状態に
維持され、不要な電力消費が抑えられて経費の節減を図
ることができる。

なお上記実施例では第１〜第３開口８．９．１０を形成
したドラム６で切換手段を構成したが、入射光路間を往
復動する板状体や帯状部材で構成すること等が可能であ
る。またセンサ３をチョンパ付きの焦電形赤外線センサ
で構成することや、集光板５を分割形の複数の小レンズ
や凹面鏡を絹み（」けて構成すること等も可能である。

また上記では室内を６区画した例を挙げて説明したが任
意の区画数としてこの発明を適用して構成することが可
能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の第１請求項記載の空気調和機に
おいては、各領域毎の赤外線が順次赤夕１線センサに入
射され、この入射赤外線から、各領域毎の温度と人の有
無が求められる。したがって室内の温度分布の測定と人
の位置の検出とが一個のセンサを設ける構成で可能であ
るので、例えば室内への吹出風の吹出方向を制御して空
調快適性を向上し得る空気調和機をより安価に構成でき
る。

また第２請求項記載の空気調和機においては、人がいる
領域の例えば床面の温度が略人体温度であるために、人
の検出がなされなかった場合、再度同じ領域に対する大
の検出操作が行われるので、検出ミスが低減され、より
検出の信頬性が向」二する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロック図、第２図はこの発明
の一実施例における空気調和機の室内機が据付けられる
室内の模式図、第３図は上記室内機に内装されている赤
外線検出装置の内部構成を示す平面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＴＶ線矢視図、第５図は上記赤外線検出装置に
おけるドラムの斜視図、第６図は上記赤外線検出装置の
制御ブロック図、第７図は上記赤外線検出装置における
シーケンス処理部でなされる制御のフローチャート、第
８図（ａ）は上記赤外線検出装置による室内の各領域毎
の検出温度の変化の一例を示すグラフ、第８図（ｂ）は
第８図（ａ）の各検出温度に基づく上記赤外線検出装置
での確定結果の一例を示す説明図である。 ３・・・赤外線センサ、５・・・集光板（集光手段）、
５８〜５ｆ・・・小レンズ部（偏光部）、６・・・ドラ
ム（切換手段）、２０・・・室内機（空気固相機本体）
、３３・・・温度変換部（温度変換手段）、３４・・・
シーケンス処理部（切換制御手段）４２・・・記憶部（
記憶手段）、４３・・・人検出手段、Ａ〜Ｆ・・・領域
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　空気調和機本体（２０）に、一個の赤外線センサ
   （３）と、複数の領域（Ａ〜Ｆ）に区画される空調室内
   の上記各領域（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）とを設けて、
   空調室内からの赤外線が上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎にそれ
   ぞれ対応する偏光部（５ａ〜５ｆ）を介して上記センサ
   （３）に入射すべく構成する一方、上記各領域（Ａ〜Ｆ
   ）毎の各入射赤外線の一つを選択的に透過させ、他を遮
   断する切換手段（６）と、上記切換手段（６）を作動し
   て上記センサ（３）への入射赤外線を所定時間毎に順次
   切換える切換制御手段（３４）と、上記センサ（３）へ
   の入射赤外線からその赤外線放射物の温度を求める温度
   変換手段（３３）と、上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎の所定時
   間内における上記センサ（３）への入射赤外線の変化を
   検出して人の存在を判別する人検出手段（４３）と、各
   領域（Ａ〜Ｆ）毎に求められる赤外線放射物の温度と人
   の存在の判別結果とを記憶する記憶手段（４２）とを設
   けていることを特徴とする空気調和機。
2. ２．　一つの領域（Ａ〜Ｆ）における赤外線放射物の温
   度が略人体温度であり、かつその領域（Ａ〜Ｆ）におけ
   る所定時間内の上記センサ（３）への入射赤外線から人
   の存在が判別されなかった場合に、再度その領域（Ａ〜
   Ｆ）からの赤外線を上記センサ（３）に入射させるべく
   上記切換手段（６）の作動を上記切換制御手段（３４）
   が行うことを特徴とする第１請求項記載の空気調和機。