(57)【要約】【課題】風向きを直感的に調整できる空調装置の風向制御装置を提供する。【解決手段】風向制御装置は、手を検出するイメージセンサ４０１ａおよびＥＣＵ１００と、空調の送風方向を調整する縦ルーバモータ４０４と横ルーバモータ４０５とを有しており、ＥＣＵ１００は、イメージセンサ４０１ａにより検出した手の方向を送風方向とするよう縦ルーバモータ４０４と横ルーバモータ４０５とを制御する。【選択図】図４
2019206308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手を検出する検出手段と、
空調の送風方向を調整する風向調整手段と、
前記検出手段により検出した手の方向を前記送風方向とするよう前記風向調整手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする風向制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の風向制御装置であって、
照明手段を更に有し、
前記制御手段は、前記風向調整手段による前記送風方向の調整中は、前記照明手段を点灯させることを特徴とする風向制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の風向制御装置であって、
前記風向調整手段は、車両の室内の、車幅方向の中央部に設けられた二つの送風口からの送風方向をそれぞれ調整し、
前記制御手段は、前記二つの送風口のうち、一方の送風口については、前記検出手段により右手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整し、他方の送風口については、前記検出手段により左手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整することを特徴とする風向制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の風向制御装置であって、
前記二つの送風口は、前記車幅方向に並べて設けられ、
前記制御手段は、前記二つの送風口のうち、前記車両の前方に向かって左側の送風口については、前記検出手段により右手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整し、前記車両の前方に向かって右側の送風口については、前記検出手段により左手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整することを特徴とする風向制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の風向制御装置であって、
前記風向調整手段は、車両の室内の、車幅方向の両端部に設けられた二つの送風口からの送風方向をそれぞれ調整し、
前記制御手段は、前記車幅方向の両端部に設けられた二つの送風口のいずれについても、前記検出手段により左右いずれでも手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整することを特徴とする風向制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の風向制御装置であって、
前記送風方向を手動で調整するための手動調整手段を更に有することを特徴とする風向制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の風向制御装置であって、
前記手動調整手段は、前記検出手段により検出した手の方向と前記風向調整手段により調整された風向とのずれを調整することを特徴とする風向制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の風向制御装置であって、
前記検出手段はさらに、手までの距離を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により検出した手の方向と距離とに基づいて前記手の三次元空間における位置を特定し、当該位置の方向を前記送風方向とするよう前記風向調整手段を制御することを特徴とする風向制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の風向制御装置であって、
前記空調の風量を調整する風量調整手段を更に有し、
前記制御手段は、前記風向調整手段の位置と、前記前記検出手段により検出した手の三次元空間における位置との距離に応じた風量になるよう前記風量調整手段を調整することを特徴とする風向制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調整装置（空調装置あるいは単に空調とも呼ぶ。）に関し、特にその風向の制御を行う風向制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置には車両に搭載された車載型空調装置もある。車載型空調装置で調整された空気は、通風路を通り送風口から車室内に吹き出される。通風路には、風向を調整するためのルーバやフィンを備えている。ルーバやフィンにより、吹き出される空気の方向を左右方向および上下方向に調整する。
【０００３】
風向の調整は、一般的にはルーバやフィンと連動する操作部を手動で操作することで行うが、その調整操作を自動化あるいは遠隔化した提案もある。たとえば車室内の各座席の乗員の配置を特定し、特定した乗員の配置に応じてルーバの向きが予め定められた向きを向くよう制御する車載型空調装置が提案されている（特許文献１参照）。また、手の位置と動作とを検出し、所定の動作パターンであれば、その動作に応じて風向を調整する空調装置も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2017-7431号公報
【特許文献２】特開2016-196287号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、ルーバの向きはあらかじめ定めた向きへと制御され、したがって風向を所望の向きへと調整することはできない。また特許文献２の技術では、風向を調整できるものの決められた位置で手を動作させることが必要であり、操作の煩雑さは避けがたく、また細かな調整も難しい。さらに、風向の調整のためには、現在の風向を特定した上で調整する必要があるが、空気は不可視なので風向の特定も困難である。
【０００６】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたものであり、直感的な操作で遠隔的に意図通りの調整が可能な風向制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の空調装置は、以下の構成を有する。すなわち、本発明の一側面によれば、手を検出する検出手段と、
空調の送風方向を調整する風向調整手段と、
前記検出手段により検出した手の方向を前記送風方向とするよう前記風向調整手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする風向制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直感的な操作で遠隔的に調整が可能な風向制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車室内のインスツルメントパネルの正面図である。
【図２】実施形態の空調装置の吹出ユニットの斜視図である。
【図３】実施形態の空調装置の吹出ユニットの分解斜視図である。
【図４】実施形態の空調装置の制御部のブロック図である。
【図５】吹出ユニットの制御手順を示すフローチャートである。
【図６】吹出ユニットからの送風方向の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第一実施形態］
以下、本発明における空調装置、特に車載型空調装置の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。以下の説明で使用するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、以下のように定義される。Ｘ方向は、吹出ユニットの内部に形成された通風路の延在方向（通風方向）である。＋Ｘ方向は、通風路の下流側に形成された送風口の開口方向である。Ｙ方向およびＺ方向は、相互に直交する方向であって、それぞれＸ方向に直交する。一例を挙げれば、通風路のＸ方向に直交する断面形状が長方形の場合に、長手方向がＹ方向であり、短手方向がＺ方向である。また車両との関係で一例を挙げれば、Ｘ方向は車両の前後方向であり、＋Ｘ方向は車両の前から後に向かう方向である。Ｙ方向は車両の左右（幅）方向であり、＋Ｙ方向は車両の前方に向かって右から左に向かう方向である。Ｚ方向は車両の上下方向であり、＋Ｚ方向は車両の下から上に向かう方向である。以下、左右及び前後は、車両の前方に向かった場合の方向を示すものとする。ただしＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、これらの各例に限定されない。
【００１１】
図１は車室１内のインスツルメントパネル２の正面図である。図２は実施形態の吹出ユニットの斜視図である。図１に示すように、インスツルメントパネル２には、左右それぞれの端部に吹出ユニット１０ａ、１０ｂが設けられ、中央付近に、左右に並べてそれぞれ吹出ユニット１０ｃ、１０ｄが設けられている。本実施形態ではすべての吹出ユニットは同じ構造を有していることから、吹出ユニット１０と総称する。また不図示ではあるが、後席にも吹出ユニットを設けてもよい。さらに各吹出ユニット１０には、送風口付近、例えば送風口の下部に不図示のイメージセンサが設けられている。本実施形態のイメージセンサは吹出ユニットごとに設けられ、そのイメージセンサで取得した画像から特定のパターンが検出されれば、イメージセンサと組になった吹出ユニットが操作対象となる。そこで、吹出ユニット１０ａ、１０ｂのイメージセンサの画角は、たとえば着座した乗員を撮影したとしても、吹出ユニット１０ｃ、１０ｄのイメージセンサによる画像と重複しないよう設定されることが望ましい。一方、吹出ユニット１０ｃ、１０ｄは互いに近い位置に設けられるので、イメージセンサによる画像は重複してもよい。また、送風口付近には表示ランプが設けられており、風向等の自動調整時に点灯して対応する吹出ユニット１０が自動調整されていることを乗員に知らせる。
【００１２】
図２は、吹出ユニット１０の内部構造の理解のため、ケース２０の＋Ｙ方向の端面を透過して表示している。図２に示すように、車両は空調装置３を備えている。空調装置３は、車室内の空気の温度や湿度などを調整する。空調装置３には、ダクト５を介して吹出ユニット１０が連結されている。空調装置３で調整された空気は、吹出ユニット１０から車室内に吹き出される。
【００１３】
●吹出ユニットの構成
図３は実施形態の吹出ユニット１０の分解斜視図である。図３に示すように、吹出ユニット１０は、ケース２０と、送風する風量を調整できる遮断弁２５と、風向の横方向成分を調整するためのルーバ３０と、風向の縦方向成分を調整するための偏向フィン４０とを備えている。吹出ユニット１０を構成する各部材は、樹脂材料や金属材料等で形成されている。ケース２０は、第１ケース２１と、第２ケース２２と、リンク支持部２４ｍ，２４ｎとを備える。ケース２０は、Ｚ方向に２つに分かれる。第１ケース２１は＋Ｚ方向に配置され、第２ケース２２は−Ｚ方向に配置されている。リンク支持部２４ｍ，２４ｎは、第１ケース２１と第２ケース２２との間に挟まれている。リンク支持部２４ｍ，２４ｎは、Ｙ方向の両端部にそれぞれ配置されている。
【００１４】
ケース２０は、車両の空調装置３にダクト５を介して接続される（図２参照）。ケース２０内部には、ダクト５からの空気を送風口に向けて流すための通風路が形成される。通風路を通る空気は、フィン４０を通過することでフィン４０が向いた方向へと偏向され、ケース２０の送風口付近に設けた傾斜部に当たってさらにその傾斜に沿って向きを変える。これにより、たとえばフィン４０が送風方向に沿って下を向けば送風口からは上向きに、フィン４０が送風方向に沿って上を向けば送風口からは下向きに空気が吹き出される。また送風口には横方向に空気の流れを偏向させるルーバ３０が設けられており、ルーバ３０が向いた方向へと、吹き出される空気の方向は変えられる。これにより、フィン４０とルーバ３０とにより導かれる方向へ向けて送風される。また、遮断弁２５によりダクト５からの空気の流れを制限したり、あるいは遮断したりできる。
【００１５】
ここで、遮断弁２５、ルーバ３０、フィン４０を制御する機構について説明する。図３に示すように、遮断弁２５は、Ｙ方向を長手方向とする長方形の平板状に形成されている。遮断弁２５は、回動可能な状態でケース２０に支持されている。遮断弁２５の−Ｙ方向の端部の軸２５ｐには、第１リンク部材２７およびプーリ２６が順に連結されている。第２リンク部材２８は、回動可能な状態でリンク支持部２４ｍに支持されている。第２リンク部材２８の＋Ｘ方向の端部をＺ方向に移動させると、−Ｘ方向の端部に設けた長円形の孔に摺動可能に挿入されたリンク部材２７の＋Ｘ方向の端部が軸を中心として回動する。それにより、リンク部材２７の−Ｘ方向の端部に軸２５ｐが固定された遮断弁２５がケース２０の内部で回動する。
【００１６】
さらに、軸２５ｐに取り付けられたプーリ２６を、不図示のベルトを介して弁開閉モータ４０３（図４参照）により回動させることによっても、遮断弁２５がケース２０の内部で回動する。したがって、手動でリンク部材２８を操作しても（これを手動調整と呼ぶ）、弁開閉モータ４０３で操作しても（これを自動調整と呼ぶ）、遮断弁２５を開閉したり、あるいは開度を調整したりして風量を調整することができる。ここで、たとえばプーリ２６と軸２５ｐとを完全に固定せず、一定のトルクを超えると滑るクラッチなどのトルクリミッタを介して取り付ければ、弁開閉モータ４０３に余計な負荷をかけることなく、手動調整と自動調整とを両立できる。
【００１７】
ルーバ３０は、複数の羽板３２と、連結部材３５と、ダイヤル３８とを備える。羽板３２は、略四角形の板状に形成されている。複数の羽板３２は、Ｙ方向に並んで平行に配置されている。羽板３２のＺ方向の両端部には、回動ピン３２ｐが立設されている。回動ピン３２ｐは、ケース２０の孔３２ｈに挿入されている。これにより羽板３２は、回動可能な状態でケース２０に支持されている。羽板３２の＋Ｚ方向の端部であって回動ピン３２ｐから離れた位置には、連結ピン３４が立設されている。例えば、回動ピン３２ｐは＋Ｘ方向の端部に配置され、連結ピン３４は回動ピン３２ｐから離れて−Ｘ方向の端部に配置されている。連結部材３５は複数の孔を備えている。連結部材３５の複数の孔には、複数の羽板３２の連結ピン３４がそれぞれ挿入されている。Ｙ方向の中央部に配置された中央羽板３２Ｃの−Ｚ方向の端部には、中央回動ピン３０ｐが立設されている。ダイヤル３８は、中央羽板３２Ｃの中央回動ピン３０ｐに連結されている。ダイヤル３８を回動させると、中央羽板３２Ｃが回動する。これに連動して、連結部材３５により連結された複数の羽板３２が回動する。ルーバ３０は、羽板３２を回動させることにより、吹出口から吹出す風のＹ方向の風向きを変化させる。
【００１８】
さらに、図３において左端の羽板３２の下側の回動ピン３２ｐには、プーリ３９が取り付けられている。プーリ３９を、不図示のベルトを介してルーバモータ４０４（図４参照）により回動させることによっても、ルーバ３０が回動する。したがって、手動でダイヤル３８を操作しても（これを手動調整と呼ぶ）、ルーバモータ４０４で操作しても（これを自動調整と呼ぶ）、ルーバ３０の方向を調整することができる。ここで、たとえばプーリ３９と軸３２ｐとを完全に固定せず、一定のトルクを超えると滑るクラッチなどのトルクリミッタを介して取り付ければ、ルーバモータ４０４に余計な負荷をかけることなく、またルーバモータ４０４のロータの位相を変えることなく、手動調整と自動調整とを両立できる。これによりたとえば、自動調整により調整された風向が望む方向ではない場合に、手動調整でその方向を補正することができる。いったん手動で補正しておけば、その後の自動調整により所望の方向へと送風の方向を制御できる。
【００１９】
フィン４０は、複数の羽板を備える。フィン４０の各羽板は、本例では、Ｚ方向（第１方向）に並んで配置された３枚の羽板を含む。各羽板は、Ｙ方向を長手方向とする長方形の平板状に形成されている。フィン４０の端板のＹ方向の外側面には、回動ピン４０ｐが立設されている。回動ピン４０ｐは、ケース２０の孔４０ｈに挿入されている。これによりフィン４０は、回動可能な状態でケース２０に支持されている。フィン４０の＋Ｙ方向の回動ピン４０ｐには、第３リンク部材４７および第４リンク部材４８、さらにプーリ４９が順に連結されている。第４リンク部材４８は、回動可能な状態でリンク支持部２４ｎに支持されている。第４リンク部材４８の＋Ｘ方向の端部をＺ方向に移動させると、風向可変手段４０がケース２０の内部で回動する。フィン４０は、回動することにより、吹出口から吹出す風のＸ方向の風向きを変化させる。
【００２０】
さらに、軸４０ｐに取り付けられたプーリ４９を、不図示のベルトを介してフィンモータ４０５（図４参照）により回動させることによっても、フィン４０がケース２０の内部で回動する。したがって、手動で第４リンク部材４８を操作しても（これを手動調整と呼ぶ）、フィンモータ４０５で操作しても（これを自動調整と呼ぶ）、フィン４０の方向を調整することができる。ここで、たとえばプーリ４９と軸４０ｐとを完全に固定せず、一定のトルクを超えると滑るクラッチなどのトルクリミッタを介して取り付ければ、フィンモータ４０５に余計な負荷をかけることなく、またフィンモータ４０５のロータの位相を変えることなく、手動調整と自動調整とを両立できる。これによりたとえば、自動調整により調整された風向が望む方向ではない場合に、手動調整でその方向を補正することができる。いったん手動で補正しておけば、その後の自動調整により所望の方向へと送風の方向を制御できる。
【００２１】
●吹出ユニットの制御
図４に空調装置の制御構成を示す。空調の制御は、たとえば温度や風向、風量に関する制御が行われるが、ここでは特に風向の制御に関して着目する。そのため、空調装置の一部ではあるが、風向の制御に関する部分を風向制御装置と呼ぶこともある。
【００２２】
図４（Ａ）は空調装置を制御する制御部であるＥＣＵ１００と、その制御対象となる吹出ユニット１０を示す。ＥＣＵ１００は、プロセッサとメモリとを含み、図４（Ａ）のように、本例ではインストルメントパネル２に設けられた吹出ユニット１０ａ〜１０ｄを制御する。各吹出ユニット１０は同じ制御構成を有しており、それを図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）において、吹出ユニット１０は、たとえばカメラなどのイメージセンサ４０１ａと、表示ランプ４０２と、弁開閉モータ４０３と、ルーバモータ４０４と、フィンモータ４０５とを有する。なおイメージセンサ４０１ｂは、イメージセンサ４０１ａとともにステレオカメラを構成するためのオプションであり、本実施形態では備えないものとする。これら各構成要素を、ＥＣＵ１００により制御する。ここで、各モータはたとえばパルスモータとするが、ロータリエンコーダをロータ軸に組み込んだ直流モータなど他のモータを用いてもよい。また、イメージセンサ４０１は可視光のカメラであってもよいし、赤外線イメージセンサであってもよい。赤外線イメージセンサとしては、赤外線カメラであってもよいし、必要な解像度が得られるのであれば赤外線アレイセンサを用いてもよい。もちろんこれらは一例であり、他のモータやセンサを用いることもできる。
【００２３】
図５に、図４の構成でＥＣＵ１００により実行される制御手順を示す。この手順は例えばＥＣＵ１００に内蔵したメモリ等に記憶したプログラムを実行することで実現される。図５の手順はひとつの吹出ユニット１０のためのものであり、用いるイメージセンサ４０１ａは、制御対象の吹出ユニット１０と組をなすイメージセンサである。すべての吹出ユニット１０について図５の手順が実行される。そのため、図５の手順は複数の吹出ユニット１０のために並列的に実行されてもよい。ただし、吹出ユニット１０の位置に応じて、認識される特定パターンが異なる場合がある。これは、吹出ユニット１０ｃ、１０ｄでは、それぞれのイメージセンサ４０１ａで取得する画像が互いに重複する可能性があり、どちらの吹出ユニット１０が操作対象かを指定する必要があるためである。本例では特定パターンを変えることで、操作対象を指定している。
【００２４】
まずＥＣＵ１００はイメージセンサ４０１で検出したセンサ画像を取得し、センサ画像から特定パターンを認識する（Ｓ５０１）。特定パターンとは、本例では開いた掌の形状でよい。また、その手が右手か左手かも認識される。右手と左手の認識は、たとえば掌の側をイメージセンサ４０１ａに向けた状態であることを前提として行ってよい。すなわち、ステップＳ５０１では、左手と右手をそれぞれ開いて車両前方に向けた形状をセンサ画像から認識する。なお認識するパターンが右手か左手かは吹出ユニットにより異なる。たとえば中央左側の吹出ユニット１０ｃであれば、認識対象は右手であり、中央右側の吹出ユニット１０ｄであれば、認識対象は左手である。また、端部の吹出ユニット１０ａ、１０ｂであれば、右手と左手の両方を特定パターンとして認識し、いずれかを認識できればよい。このため本例のイメージセンサ４０１は、右手と左手を区別できる程度の解像度を持つ必要がある。なお複数の特定パターンが一つのフレーム画像（単にフレームとも呼ぶ）内で認識された場合には、適宜そのうちから一つのパターンを選択してよい。たとえば、フレームの中心に最も近いパターンを選択するなどしてよい。また、逐次的にパターンを認識する場合には、最初に特定パターンを認識した時点で認識成功として次ステップに進んでもよい。
【００２５】
特定パターンの認識に成功したなら（Ｓ５０３−ＹＥＳ）、表示ランプ４０２を点灯する（Ｓ５０５）。そして認識した特定パターンの位置から目標方向を特定する（Ｓ５０７）。本例では、特定パターンの方向をそのまま目標方向とする。図６にセンサイメージと方向との関係の一例を示す。イメージセンサ４０１は固定された焦点距離を有しており、固定された画角のフレーム６０１を取得する。このフレームの中で開いた手を認識し、たとえば認識した手の中指付け根を、特定パターンの位置Ｐとして特定する。フレーム６０１内のその位置を（Ｙｐ，Ｚｐ）とする。ここでフレームの幅方向をＹ軸、高さ方向をＺ軸で示す。イメージセンサ４０１が車両の前方から後方へと向けて設置されている場合には、Ｙ軸が車幅方向を、Ｚ軸が高さ方向を示し、それら軸に直交するＸ軸が前後方向を示す。このときイメージセンサ４０１とフレーム６０１の中央とを結ぶＸ軸を基準とした方位角αを座標値Ｙｐに応じて決めることができる。また、同じくＸ軸を基準として、仰角βを座標値Ｚｐに応じて決めることができる。この方位角と仰角の組（α，β）を特定パターンの方向として決定してよい。したがって本例では、方位角と仰角の組（α，β）をそのまま目標方向とする。
【００２６】
次に、保存されている現在の送風の方向（すなわち前回決定した目標方向）と、ステップＳ５０７で特定した目標方向との差分を特定する（Ｓ５０９）。現在の送風の方向の初期値としては、たとえば（０，０）を用いればよい。
【００２７】
そして、ステップＳ５０９で特定した差分に相当する量、ルーバモータ４０４とフィンモータ４０５とを駆動するよう制御する（Ｓ５１１）。方位角の差分をルーバモータ４０４により、仰角の差分をフィンモータ４０５により調整する。調整する風向の量とモータの駆動量との対応はあらかじめ測定しておけばよい。ルーバ３０やフィン４０の方向がそのまま風向となるとは限らないので、方位角および仰角それぞれについて風向を変えるためのそれぞれのモータの駆動量をあらかじめ測定して保存しておく。そして求めた方位角および仰角それぞれの差分を、各モータの駆動量へとマッピングすることで、モータの駆動量を決定する。そして決定した駆動量だけモータを駆動するよう制御する。最後に、ステップＳ５０７で特定した目標方向を、前回の目標方向として記憶しておく（Ｓ５１３）。
【００２８】
以上で一回の制御を終える。ステップＳ５１５では所定時間待機し、その後にステップＳ５０１から繰り返す。この所定時間は、たとえばイメージセンサ４０１のフレームレートが非常に高ければ、一定の率でフレームをスキップするように設定してもよいし、フレームレートがさほど高くないのであれば、連続する次のフレーム取得までの時間であってよい。
【００２９】
一方ステップＳ５０３で特定パターンを処理対象のフレームから認識できなかった場合には（Ｓ５０３−ＮＯ）、表示ランプ４０２を消灯する（Ｓ５１７）。なお表示ランプ４０２は、点灯を繰り返した場合には点灯したままであり、消灯を繰り返した場合には消灯したままであるものとする。これにより、特定パターンを認識できなくなれば表示ランプを消すことで、自動調整の終了を乗員に知らせることができる。
【００３０】
以上のように本実施形態では、特定のパターンとして例えば開いた手をセンサに認識させ、その方向に向かって送風するよう風向制御装置を制御する。このため、調整操作が直感的であり、操作方法を間違えたり、あるいは分からなくなったりということを防止できる。また、手の方向を送風方向とすることで、所望の方向を簡単に指定することができる。また、風向の調整中にはランプを点灯することで、調整操作中であることを操作者が知ることができる。
【００３１】
［第二実施形態］
第二実施形態はイメージセンサ４０１ｂを更に備えて、イメージセンサをステレオ化した構成を持つ。イメージセンサをステレオ化したことで、単に特定パターンをフレームから認識するだけでなく、それぞれのイメージセンサにより認識された特定パターンの視差、およびイメージセンサ４０１ａ，４０1ｂ間の距離（これを基底長と呼ぶことにする）から、特定パターンとして認識された対象物の三次元空間における位置を特定できる。これによって、対象物の三次元的な位置やイメージセンサ４０１から対象物までの距離を、風向制御装置の制御のためにパラメータとして利用できる。さらに、イメージセンサ４０１と吹出ユニット１０との距離が開いていても、吹出ユニット１０を基準とした目標方向を決定できる。以下の説明では、実施形態１と共通する部分については説明を省略する。また説明における座標系は図６に従うものとする。
【００３２】
たとえば車幅方向（すなわち図６のＹ方向）に基底長Ｌだけ離間して配置したイメージセンサ４０１ａからの特定パターンの方向（これを対象方向と呼ぶ）の方位角をα１、イメージセンサ４０１ｂからの対象方向の方位角をα２とする。これらセンサには高さ方向の位置の差はないので、仰角はいずれもβである（距離に応じて微小な差はあるが方位角の差と比べて実用上十分小さいと考えられるのでここでは無視する）。この前提で、例えばイメージセンサ４０１ａから特定パターンに対応するオブジェクト（これを特定オブジェクトと呼ぶ）Ｐまでの距離ＬｐをＸ軸に投影した長さをＸｐ、Ｙ軸に投影した長さＹｐとする。これら値の関係は下式のとおりである。
【００３３】
ｔａｎ（α１）＝Ｙｐ／Ｘｐ
ｔａｎ（α２）＝（Ｌ＋Ｙｐ）／Ｘｐ
したがって、
ｔａｎ（α２）−ｔａｎ（α１）＝Ｌ／Ｘｐ
Ｘｐ＝Ｌ／（ｔａｎ（α２）−ｔａｎ（α１））
Ｙｐ＝ｔａｎ（α１）・Ｘｐ
＝Ｌ・ｔａｎ（α１）／（ｔａｎ（α２）−ｔａｎ（α１））
またＬｐをＺ軸に投影した距離Ｚｐは、ｔａｎ（β）＝Ｚｐ／Ｘｐなる関係にある。したがって、
Ｚｐ＝Ｘｐ・ｔａｎ（β）
＝Ｌ・ｔａｎ（β）／（ｔａｎ（α２）−ｔａｎ（α１））
このようにして得た（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）が、特定オブジェクトＰの座標となる。
【００３４】
このイメージセンサ４０１ａを基準とした座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）を、たとえば吹出ユニット１０を原点とする座標系に変換し、上述した式と逆の手順を踏むことで、吹出ユニット１０から特定オブジェクトＰへの目標方向すなわち方位角と仰角とを決定することができる。したがって例えば、中央の吹出ユニット１０ｃ、１０ｄについてはイメージセンサ４０１ａと４０１ｂとの組が一組しかなくとも、その一組のイメージセンサにより、吹出ユニット１０ｃ、１０ｄそれぞれから特定オブジェクトＰの目標方向を決定できる。
【００３５】
さらに、イメージセンサ４０１ａ、４０１ｂを各吹出ユニット１０に備えることで、吹出ユニット１０から特定オブジェクト（本例では手）までの距離を特定できるために、この距離をパラメータとした吹出ユニット１０の操作を行うこともできる。例えば、手を吹出ユニット１０に近づける操作を、遮断弁の閉操作に、手を吹出ユニット１０から遠ざける操作を、遮断弁２５の開操作にしてもよい。この場合には、ＥＣＵ１００は、図５のステップＳ５０７で、特手パターンの位置に加えて、センサ画像から特定パターンを認識するとその距離を特定する。さらにステップＳ５０９で、方向の差分に加えて、前回特定した距離と、今回特定した距離との差を算出して、算出した距離の差を積算する。ステップＳ５１１では、ルーバモータおよびフィンモータの駆動に加えて、積算した距離の差が所定の閾値を超えたなら弁開閉モータ４０３を制御して、遮断弁２５の開閉を行う。本例では、遮断弁２５の全開状態と全閉状態との角度差は９０度なので、それをたとえば４等分して、２２．５度を調整の単位とする。ＥＣＵ１００は、たとえば特定オブジェクトの距離が１０ｃｍ近づけば遮断弁２５を２２．５度閉じ方向に回転させ、逆に特定オブジェクトの距離が１０ｃｍ遠ざかれば遮断弁２５を２２．５度開き方向に回転させるよう、弁開閉モータ４０３を制御する。さらに、ステップＳ５１７では、表示ランプの消灯に加えて、積算した距離の差を０にリセットする。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、イメージセンサをステレオ化したことで、目標パターンの方向のみならず、対応するオブジェクトの三次元座標を特定でき、また車両室内の任意の場所から認識したオブジェクトまでの距離を特定することができる。そしてその距離をパラメータとして、たとえば遮断弁などについて、送風制御装置をさらに操作することができる。
【００３７】
これにより、空調装置を直感的に操作することができる。また、たとえば自動運転車両では、ハンドオフ状態で乗車していると、運転者であっても比較的に自由な乗車姿勢をとることができ、ハンドルから離れた位置に着座することもできる。このような場合に、インストルメントパネルに操作部があると、操作の都度姿勢を変えねばならない。しかし上述した二つの実施形態では、掌をイメージセンサに向けて、所望の位置へと移動させるだけで風向を調整できる。
【００３８】
また、第一実施形態では各吹出ユニット１０にイメージセンサ４０１ａを設けていたが、第二実施形態では、操作対象の吹出ユニットさえ特定できれば、イメージセンサは１組であってもよい。たとえば、特定パターンとして、開いた手の代わりに、所定数の指を伸ばした状態の手を利用する。そしてその伸ばした指の本数で操作対象の吹出ユニットを指定するようにすれば、一組のステレオカメラで複数の吹出ユニットを操作することができる。たとえば二本の指を立てたパターン（人差指と中指で「Ｖ」を形成したパターン）が認識されると、あらかじめそのパターンに関連付けられた吹出ユニットを操作対象として、第一実施形態または第二実施形態のように制御を行う。このようにすれば、解像度の高い高価なイメージセンサを利用しても、一組のイメージセンサで複数の吹出ユニットを制御できるため、イメージセンサの数を抑制することができる。また本実施形態では手までの距離で風量を調整したが、例えば空調の吹出ファンの回転の強弱の調整や温度調整など、他の設定を調整するように構成することもできる。
【００３９】
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００４０】
●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
（１）本発明の第１の態様によれば、本発明は、
手を検出する検出手段（たとえばイメージセンサ４０１）と、
空調の送風方向を調整する風向調整手段（たとえばルーバモータ４０４、ルーバ３０、フィンモータ４０５、フィン４０）と、
前記検出手段により検出した手の方向を前記送風方向とするよう前記風向調整手段を制御する制御手段（たとえばＥＣＵ１００）と
を有することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、空調装置による送風方向を、直感的な操作で遠隔的に意図通りに調整できる。
【００４１】
（２）本発明の第２の態様によれば、本発明は、（１）に記載の風向制御装置であって、
照明手段（たとえば表示ランプ４０２）を更に有し、
前記制御手段は、前記風向調整手段による前記送風方向の調整中は、前記照明手段を点灯させることを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、調整中であることを操作者に視覚的に知らせることができる。
【００４２】
（３）本発明の第３の態様によれば、本発明は、（１）または（２）に記載の風向制御装置であって、
前記風向調整手段は、車両の室内の、車幅方向の中央部に設けられた二つの送風口（たとえば吹出ユニット１０ｃ、１０ｄ）からの送風方向をそれぞれ調整し、
前記制御手段は、前記二つの送風口のうち、一方の送風口については、前記検出手段により右手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整し、他方の送風口については、前記検出手段により左手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、互いに近い位置に風向調整手段が設置されていても、選択的に操作を行うことができる。
【００４３】
（４）本発明の第４の態様によれば、本発明は、（３）に記載の風向制御装置であって、
前記二つの送風口は、前記車幅方向に並べて設けられ、
前記制御手段は、前記二つの送風口のうち、前記車両の前方に向かって左側の送風口については、前記検出手段により右手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整し、前記車両の前方に向かって右側の送風口については、前記検出手段により左手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、送風口に近い手で風向を操作できるので操作性が向上する。
【００４４】
（５）本発明の第５の態様によれば、本発明は、（１）乃至（４）のいずれかに記載の風向制御装置であって、
前記風向調整手段は、車両の室内の、車幅方向の両端部に設けられた二つの送風口（たとえば吹出ユニット１０ａ，１０ｂ）からの送風方向をそれぞれ調整し、
前記制御手段は、前記車幅方向の両端部に設けられた二つの送風口のいずれについても、前記検出手段により左右いずれでも手を検出した場合に前記風向調整手段を制御して送風方向を調整することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、両端部の送風口については、いずれの手を使って操作してもよいので操作性を向上させることができる。
【００４５】
（６）本発明の第６の態様によれば、本発明は、（１）乃至（５）のいずれかに記載の風向制御装置であって、
前記送風方向を手動で調整するための手動調整手段（たとえばリンク部材２８、４８）を更に有することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、自動調整に加えて手動調整も行うことができ、操作性が向上する。
【００４６】
（７）本発明の第７の態様によれば、本発明は、（６）に記載の風向制御装置であって、
前記手動調整手段は、前記検出手段により検出した手の方向と前記風向調整手段により調整された風向とのずれを調整することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、手動調整を行うことで自動調整による誤差を補正することができる。
【００４７】
（８）本発明の第８の態様によれば、本発明は、（１）乃至（７）のいずれかに記載の風向制御装置であって、
前記検出手段（イメージセンサ４０１ａ、４０１ｂ）はさらに、手までの距離を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により検出した手の方向と距離とに基づいて前記手の三次元空間における位置を特定し、当該位置の方向を前記送風方向とするよう前記風向調整手段を制御することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、風向調整手段と検出手段とが離れていても風向を調整することができる。
【００４８】
（９）本発明の第９の態様によれば、本発明は、（８）に記載の風向制御装置であって、
前記空調の風量を調整する風量調整手段（弁開閉モータ４０３、遮断弁２５）を更に有し、
前記制御手段は、前記風向調整手段の位置と、前記前記検出手段により検出した手の三次元空間における位置との距離に応じた風量になるよう前記風量調整手段を調整することを特徴とする風向制御装置である。
この構成により、風量も直感的に調整することができる。
【符号の説明】
【００４９】
３...空調装置、５...ダクト、１０...吹出ユニット、２０...ケース、２５...遮断弁、３０...ルーバ、４０...フィン、１００...ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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