(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口および吹出口が形成され、前記吸込口から吸い込まれた空気に基づく調和空気を前記吹出口から送出する空気調和機の室内機であって、
前記吹出口に設けられ、前記調和空気の送出方向を調整するものであって、上下風向を調整する上下風向板と、
前記吸込口から前記吹出口に至る気流を生成する送風機と、
空調対象空間内の温度情報を取得するセンサと、
前記温度情報に基づき、前記上下風向板および前記送風機の少なくとも一方を制御して、前記調和空気の気流を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記センサによって取得された前記温度情報に基づき、前記空調対象空間の温度分布を示す熱画像を作成する熱画像作成部と、
作成された前記熱画像から前記人体および該人体の位置を検出する人体位置検出部と、
作成された前記熱画像に基づき、検出された前記人体の特徴を検出する人体特性検出部と、
検出された前記人体の位置および特徴を関連付けた人体情報を作成する人体情報作成部と、
作成された前記人体情報に基づき、前記調和空気の風向を決定する風向決定部と
を有し、
前記風向決定部は、
検出された前記人体の特徴に基づき、該人体が大人または子供のいずれであるのかを判断し、
前記人体が大人である場合に、暖房運転の際の前記調和空気の上下風向が、検出された前記人体の足元に向く第１の上下風向となるように前記上下風向板の向きを設定し、
前記人体が子供である場合に、暖房運転の際の前記調和空気の上下風向が、前記第１の上下風向よりも前記室内機側となる第２の上下風向となるように前記上下風向板の向きを設定する
空気調和機の室内機。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記人体情報作成部で作成された前記人体情報に基づき、前記調和空気の風量を決定する風量決定部と
を有する
請求項１に記載の空気調和機の室内機。
【請求項３】
前記風量決定部は、
検出された前記人体の特徴に基づき、該人体が大人または子供のいずれであるのかを判断し、
前記人体が大人である場合に、前記調和空気の風量が第１の風量となるように制御し、
前記人体が子供である場合に、前記調和空気の風量が前記第１の風量とは異なる第２の風量となるように制御する
請求項２に記載の空気調和機の室内機。
【請求項４】
暖房運転の際の前記第２の風量は、前記第１の風量よりも大きい
請求項３に記載の空気調和機の室内機。
【請求項５】
前記人体位置検出部は、
作成された前記熱画像と、予め作成された、人体に対応する画像を含まない基準熱画像との差分に基づき、前記人体を検出し、
前記熱画像から検出された前記人体を示す部分の画像である人体画像の座標に基づき、前記人体の位置を検出する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記熱画像の下端に対する前記人体画像の下端画素の位置と、前記室内機から人体までの距離との関係を示す距離テーブルを記憶する記憶装置を有し、
前記人体位置検出部は、
前記距離テーブルを参照して、前記人体画像の下端画素に対応付けられた距離に基づき、前記人体の位置を検出する
請求項５に記載の空気調和機の室内機。
【請求項７】
前記人体の特徴は、該人体が大人または子供のいずれであるかを示すものであり、
前記人体特性検出部は、
前記熱画像に含まれる検出された前記人体を示す部分の画像である人体画像の特徴に基づき、検出された前記人体が大人または子供のいずれであるかを推定する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記人体画像における縦方向および横方向の最大画素数の縦横比と、人体の姿勢との関係を示す姿勢テーブルを記憶する記憶装置を有し、
前記人体特性検出部は、
前記姿勢テーブルを参照して、前記人体画像の前記縦横比に対応付けられた姿勢に基づき、前記人体の姿勢を推定し、
前記人体画像を構成するすべての画素の数を検出し、
前記人体位置検出部によって検出された前記人体の位置と、推定された前記人体の姿勢と、前記人体画像の画素数とに基づき、前記人体が大人または子供のいずれであるかを推定する
請求項７に記載の空気調和機の室内機。
【請求項９】
前記センサは、
物体の表面から放射された赤外線を検出する赤外線センサである
請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の空気調和を行う空気調和機の室内機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線センサを用いて室内に存在する人体を検出する空気調和機の室内機が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。このような空気調和機では、赤外線センサによって室内における人体の位置を特定し、上下風向および左右風向を調整することにより、人体に向けて気流を届けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７２９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、室内に存在する人体には、「身長」という特徴がある。そのため、検出された人体の位置のみで風向を決定すると、人体に対する風当たりの強弱、風当たりの位置などが意図した通りにならない場合がある。【０００５】
例えば、暖房時に室内機から送出された風による気流は、一般的に、床面付近で上下方向に広がる性質がある。そのため、検出された特定の人体の足下を暖めるように上下風向を設定したとしても、当該人体が子ども等の身長が低い場合には、風が顔に直接当たってしまう可能性がある。そして、このような場合には、風が強く当たることによる冷風感、肌の乾燥といった不快な状態を招いてしまう。【０００６】
一方、例えば、冷房時に室内機から送出された風による気流は、一般的に、冷気が下がる性質がある。また、室内機の吹出口から送出された風の気流は、少しずつ拡散する。そのため、このように冷気が下がることを考慮して、検出された特定の人体の頭上に気流を送るように上下風向を設定したとしても、当該人体が子ども等の身長が低い場合には、気流が人体の頭上に届かず、効果的に冷やすことができない。したがって、使用者は、設定温度を下げるといった非省エネルギーな操作をせざるを得なくなってしまう。【０００７】
本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、室内に存在する人体の特徴に合わせて適切に空気調和を行うことができる空気調和機の室内機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】
【０００８】
本発明の空気調和機の室内機は、吸込口および吹出口が形成され、前記吸込口から吸い込まれた空気に基づく調和空気を前記吹出口から送出する空気調和機の室内機であって、前記吹出口に設けられ、前記調和空気の送出方向を調整するものであって、上下風向を調整する上下風向板と、前記吸込口から前記吹出口に至る気流を生成する送風機と、空調対象空間内の温度情報を取得するセンサと、前記温度情報に基づき、前記上下風向板および前記送風機の少なくとも一方を制御して、前記調和空気の気流を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記センサによって取得された前記温度情報に基づき、前記空調対象空間の温度分布を示す熱画像を作成する熱画像作成部と、作成された前記熱画像から前記人体および該人体の位置を検出する人体位置検出部と、作成された前記熱画像に基づき、検出された前記人体の特徴を検出する人体特性検出部と、検出された前記人体の位置および特徴を関連付けた人体情報を作成する人体情報作成部と、作成された前記人体情報に基づき、前記調和空気の風向を決定する風向決定部とを有し、前記風向決定部は、検出された前記人体の特徴に基づき、該人体が大人または子供のいずれであるのかを判断し、前記人体が大人である場合に、暖房運転の際の前記調和空気の上下風向が、検出された前記人体の足元に向く第１の上下風向となるように前記上下風向板の向きを設定し、前記人体が子供である場合に、暖房運転の際の前記調和空気の上下風向が、前記第１の上下風向よりも前記室内機側となる第２の上下風向となるように前記上下風向板の向きを設定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明の空気調和機の室内機によれば、空調対象空間内から検出された人体の位置および特徴に基づき、調和空気の風向を調整することにより、室内に存在する人体の特徴に合わせて、適切に空気調和を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る室内機の外観の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の赤外線センサの構成の一例を示す概略図である。
【図３】本実施の形態１に係る室内機を用いた空気調和機の回路構成の一例を示す概略図である。
【図４】図３に示す室内制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す演算処理装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】図３に示す室外制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１に係る室内機による風向設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】図５の熱画像作成部によって、人体が存在する場合の熱画像を作成する際の様子を示す概略図である。
【図９】図８の状態で取得した熱画像から人体画像を抽出した状態の熱画像を示す概略図である。
【図１０】人体画像の下端画素の位置と室内機から人体までの距離との関係を示す距離テーブルの一例を示す概略図である。
【図１１】人体画像における縦方向および横方向の最大画素数の縦横比と、人体の姿勢との関係を示す姿勢テーブルの一例を示す概略図である。
【図１２】図７の風向設定処理によって暖房運転時に上下風向が第１の上下風向に設定された場合の気流について説明するための第１の例を示す概略図である。
【図１３】暖房運転時に上下風向が第１の上下風向に設定された場合の気流について説明するための第２の例を示す概略図である。
【図１４】図７の風向設定処理によって暖房運転時に上下風向が第２の上下風向に設定された場合の気流について説明するための第３の例を示す概略図である。
【図１５】実施の形態２による演算処理装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図１６】実施の形態２に係る室内機１０による風量設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１６の風量設定処理によって暖房運転時に風量が第２の風量に設定された場合の気流について説明するための一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機について説明する。
【００１２】
［室内機の外観例］
図１は、本実施の形態１に係る室内機１０の外観の一例を示す斜視図である。この室内機１０は、例えば、室内の壁面に設置される壁掛けタイプの室内機である。図１に示すように、室内機１０には、外郭を形成する筐体に、吸込口１および吹出口２が設けられている。吸込口１は、空調対象空間である室内の空気を吸い込むために設けられている。吹出口２は、この室内機１０を用いた後述する空気調和機１００による調和空気を室内に送出するために設けられている。
【００１３】
吹出口２には、上下風向板３および左右風向板４が設けられている。上下風向板３は、調和空気を送出する際の鉛直方向の送出方向を調整するため、回動自在に設けられている。左右風向板４は、調和空気を送出する際の水平方向の送出方向を調整するため、回動自在に設けられている。
【００１４】
また、室内機１０には、赤外線センサ５が設けられている。図１に示す例において、赤外線センサ５は、室内機１０側から見た際に左側の下部に設けられている。赤外線センサ５は、室内の温度を走査し、物体の表面から放射される赤外線を検出して温度情報を取得する。
【００１５】
なお、赤外線センサ５の設置位置は、図１に示す位置に限られない。例えば、赤外線センサ５が室内の温度情報を取得できる位置に設置されていればよい。また、赤外線センサ５の形状についても、図１に示すような形状に限られず、室内の温度情報が取得できれば、どのような形状でもよい。
【００１６】
図２は、図１の赤外線センサ５の構成の一例を示す概略図である。図２に示すように、赤外線センサ５には、ステッピングモータ等の駆動装置６が取り付けられている。
赤外線センサ５は、例えばサーモパイルセンサであり、対象物の赤外線量を検出して温度情報に変換する。赤外線センサ５は、駆動装置６によって駆動されることにより、予め設定された範囲を走査して当該範囲内の赤外線量に基づく温度を検出し、温度情報として出力する。
【００１７】
［空気調和機の回路構成］
図３は、本実施の形態１に係る室内機１０を用いた空気調和機１００の回路構成の一例を示す概略図である。図３に示すように、空気調和機１００は、室内機１０および室外機２０で構成されている。そして、空気調和機１００は、室内機１０および室外機２０が冷媒配管によって接続され、この冷媒配管内を冷媒が流れることによって冷凍サイクルを形成している。
【００１８】
なお、図３の例では、１台の室内機１０と１台の室外機２０とが接続される場合を示すが、室内機１０および室外機２０の台数は、この例に限られない。例えば、１台の室外機２０に対して複数台の室内機１０が接続されてもよい。また、例えば、複数の室外機２０に対して１または複数の室内機１０が接続されてもよい。
【００１９】
（室内機）
室内機１０は、膨張弁１１、室内熱交換器１２、室内送風機１３、および室内制御装置３０で構成され、これらが室内機１０の筐体に収容されている。
【００２０】
膨張弁１１は、冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁１１は、例えば、電子式膨張弁などの開度の制御が可能な弁で構成されている。
【００２１】
室内熱交換器１２は、ファン等の吸込口１から吹出口２に至る気流を生成する室内送風機１３によって供給される、空調対象空間内の空気（以下、「室内空気」と適宜称する）と冷媒との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される調和空気である暖房用空気または冷房用空気が生成される。室内熱交換器１２は、冷房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室内空気を冷却する蒸発器として機能する。また、室内熱交換器１２は、暖房運転の際に、冷媒の熱を室内空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
【００２２】
室内制御装置３０は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。室内制御装置３０は、例えば、図示しないリモートコントローラに対する使用者の操作による設定、赤外線センサ５からの温度情報などに基づき、この室内機１０全体の動作を制御する。また、室内制御装置３０は、赤外線センサ５によって温度情報が取得される際の、赤外線センサ５の駆動を制御する。
【００２３】
図４は、図３に示す室内制御装置３０の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、室内制御装置３０は、入力回路３１、演算処理装置３２、記憶装置３３、および出力回路３４で構成されている。
【００２４】
入力回路３１は、リモートコントローラ等からの設定情報、赤外線センサ５からの温度情報、室外制御装置４０からの制御情報などが入力される。入力回路３１は、入力された各種情報を演算処理装置３２に対して出力する。
【００２５】
演算処理装置３２は、後述する記憶装置３３に記憶されたデータを用いて、入力回路３１から受け取った情報に基づき各種処理を行う。例えば、演算処理装置３２は、赤外線センサ５からの温度情報に基づき、室内の温度状態を示す熱画像を作成する処理、作成した熱画像に基づいて室内に存在する人体の位置の検出および人体の身長などの特徴を判断する処理などを行う。このような演算処理装置３２による処理の詳細については、後述する。
【００２６】
そして、演算処理装置３２は、検出された人体の位置および判断した人体の特徴に応じて調和空気を送出するように、室内機１０に設けられた動作装置に対する制御情報、室外機２０に対する制御情報などを生成して出力回路３４に出力する。このとき生成される制御情報としては、例えば、風向を制御するための情報、室内送風機１３の風量を制御するための情報、膨張弁１１の開度を制御するための情報等である。
【００２７】
記憶装置３３は、演算処理装置３２で行われる処理に必要なプログラムおよび各種データを記憶する。また、記憶装置３３は、演算処理装置３２における各種処理によって得られたデータを記憶することもできる。
【００２８】
例えば、記憶装置３３は、室内に人体が存在しない場合の熱画像を記憶する。この熱画像は、演算処理装置３２によって室内の人体の位置の検出、および人体の特徴を判断する際に用いられる基準となる熱画像（以下、「基準熱画像」と適宜称する）である。基準熱画像は、例えば、室内に人体が存在しないと判断できる場合の温度情報に基づき、演算処理装置３２によって予め作成される。
【００２９】
出力回路３４は、演算処理装置３２から各種の制御情報を受け取り、対応する室内機１０に設けられた動作装置、または室外機２０に対して出力する。例えば、風向を制御するための制御情報を受け取った場合、出力回路３４は、上下風向板３および左右風向板４を駆動するための図示しない駆動装置に対してこの制御情報を出力する。また、例えば、風量を制御するための制御情報を受け取った場合、出力回路３４は、室内送風機１３を駆動するための図示しない駆動装置に対してこの制御情報を出力する。さらに、例えば、室外機２０に対する制御情報を受け取った場合、出力回路３４は、室外機２０の室外制御装置４０に対してこの制御情報を出力する。
【００３０】
図５は、図４に示す演算処理装置３２の構成の一例を示す機能ブロック図である。図５に示すように、演算処理装置３２は、熱画像作成部３５、人体位置検出部３６、人体特性検出部３７、人体情報作成部３８、および風向決定部３９ａで構成されている。なお、図５では、本発明の特徴に関連する部分についての機能ブロックのみを図示し、それ以外の部分については、図示および説明を省略する。
【００３１】
熱画像作成部３５は、赤外線センサ５によって取得された温度情報が入力回路３１から入力される。熱画像作成部３５は、入力された温度情報に基づき、室内の温度分布を示す熱画像を作成する。
【００３２】
人体位置検出部３６は、熱画像作成部３５で作成された熱画像と、記憶装置３３に予め記憶された基準熱画像とに基づき、室内の人体を検出する。また、人体位置検出部３６は、検出された人体を示す熱画像（以下、「人体画像」と適宜称する）中の画素の座標に基づき、検出された人体の位置を検出する。
【００３３】
人体特性検出部３７は、人体位置検出部３６で熱画像中から人体が検出された場合に、検出された人体に対応する人体画像に基づき、その人体が大人または子供のいずれであるのか等の特徴を検出する。
【００３４】
人体情報作成部３８は、人体位置検出部３６で検出された人体の位置と、人体特性検出部３７で検出された人体の特徴とに基づき、人体情報を作成する。人体情報は、室内の人体の位置と当該人体の特徴とを関連付けた情報である。
【００３５】
風向決定部３９ａは、人体情報作成部３８で作成された人体情報に基づき、調和空気の風向を決定する。そして、風向決定部３９ａは、決定した風向となるように上下風向板３および左右風向板４の向きを制御するための制御情報を生成し、出力回路３４に対して出力する。
【００３６】
（室外機）
説明は図３に戻り、室外機２０は、圧縮機２１、冷媒流路切替装置２２、室外熱交換器２３、室外送風機２４、および室外制御装置４０で構成されている。
【００３７】
圧縮機２１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機２１としては、例えば、駆動周波数を任意に変化させることにより、単位時間あたりの冷媒送出量である容量を制御することが可能なインバータ圧縮機等を用いることができる。
【００３８】
冷媒流路切替装置２２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。冷媒流路切替装置２２としては、上述した四方弁に限らず、例えば他の弁を組み合わせて使用してもよい。
【００３９】
室外熱交換器２３は、ファン等の室外送風機２４によって供給される空気（以下、「室外空気」と適宜称する）と冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、室外熱交換器２３は、冷房運転の際に凝縮器として機能する。また、室外熱交換器２３は、暖房運転の際に蒸発器として機能する。
【００４０】
室外制御装置４０は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。室外制御装置４０は、室外機２０の各部から受け取る各種情報に基づき、この室外機２０全体の動作を制御する。具体的には、室外制御装置４０は、例えば室内制御装置３０からの制御情報、冷凍サイクル中に設けられた図示しない各種センサからの情報に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数、冷媒流路切替装置２２の流路の切替などを制御する。
【００４１】
図６は、図３に示す室外制御装置４０の構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、室外制御装置４０は、入力回路４１、演算処理装置４２、記憶装置４３、および出力回路４４で構成されている。
【００４２】
入力回路４１は、室内制御装置３０からの制御情報、空気調和機１００内に設けられた図示しない各種センサによって取得した情報などが入力される。入力回路４１は、入力された各種情報を演算処理装置４２に対して出力する。
【００４３】
演算処理装置４２は、後述する記憶装置４３に記憶されたデータを用いて、入力回路４１から受け取った情報に基づき各種処理を行う。そして、演算処理装置４２は、室外機２０に設けられた各種動作を行うための制御情報、室内機１０に対する制御情報などを生成し、出力回路４４に対して出力する。
【００４４】
演算処理装置４２で生成される制御情報としては、例えば、圧縮機２１の容量を制御するための情報、室外送風機２４の風量を制御するための情報、冷媒の流路を制御するための情報等である。記憶装置４３は、演算処理装置４２で行われる処理に必要なプログラムおよび各種データを記憶する。
【００４５】
出力回路４４は、演算処理装置４２から各種の制御情報を受け取り、対応する室外機２０に設けられた動作装置、または室内機１０に対して出力する。例えば、圧縮機２１の容量を制御するための制御情報を受け取った場合、出力回路４４は、圧縮機２１に対してこの制御情報を出力する。また、例えば、風量を制御するための制御情報を受け取った場合、出力回路４４は、室外送風機２４を駆動するための図示しない駆動装置に対してこの制御情報を出力する。さらに、例えば、室内機１０に対する制御情報を受け取った場合、出力回路３４は、室内機１０の室内制御装置３０に対してこの制御情報を出力する。
【００４６】
［空気調和機の動作］
次に、上記構成を有する空気調和機１００における冷房運転モードおよび暖房運転モードでの冷媒の動作について説明する。なお、図３に示す例において、冷媒流路切替装置２２の実線で示す状態が冷房運転モードでの状態であり、冷媒の流れ方向を実線で示す。また、冷媒流路切替装置２２の点線で示す状態が暖房運転モードでの状態であり、冷媒の流れ方向を点線で示す。
【００４７】
（冷房運転モード）
まず、冷房運転モードでの冷媒の動作について説明する。冷房運転モードでは、冷媒流路切替装置２２が図３の実線で示す状態に切り替えられる。そして、低温低圧の冷媒が圧縮機２１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。
【００４８】
圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を介して室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、過冷却状態の高圧の液冷媒となって室外熱交換器２３から流出する。
【００４９】
室外熱交換器２３から流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１１によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室内熱交換器１２に流入する。室内熱交換器１２に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室内空気と熱交換して吸熱および蒸発することにより室内空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器１２から流出する。
【００５０】
室内熱交換器１２から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を通過して、圧縮機２１へ吸入される。
【００５１】
（暖房運転モード）
次に、暖房運転モードでの冷媒の動作について説明する。
暖房運転モードでは、冷媒流路切替装置２２が図３の点線で示す状態に切り替えられる。そして、低温低圧の冷媒が圧縮機２１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。
【００５２】
圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を介して室内熱交換器１２に流入する。室内熱交換器１２に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、過冷却状態の高圧の液冷媒となって室内熱交換器１２から流出する。
【００５３】
室内熱交換器１２から流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１１によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気と熱交換して吸熱および蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器２３から流出する。
【００５４】
室外熱交換器２３から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を通過して、圧縮機２１へ吸入される。
【００５５】
［風向設定処理］
次に、室内に人体が存在する場合の風向を設定する処理について説明する。本実施の形態１では、室内における人体の有無および人体の位置を検出するとともに、検出された人体の身長などの特徴を検出する。そして、検出された当該人体の位置および特徴に応じて風向が設定される。
【００５６】
図７は、本実施の形態１に係る室内機１０による風向設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図７に示す処理は、室内に人体が存在する場合について示すものである。また、この処理は、予め設定された時間毎に行われるものとする。本実施の形態１では、この風向設定処理に先立って、室内の温度分布を示す熱画像の作成と、人体および当該人体の位置の検出と、人体の特徴の検出とが行われる。
【００５７】
（熱画像の作成）
まず、熱画像の作成方法について説明する。室内制御装置３０の演算処理装置３２は、熱画像作成部３５により、赤外線センサ５からの温度情報に基づいて熱画像を作成する。図８は、図５の熱画像作成部３５によって、人体が存在する場合の熱画像を作成する際の様子を示す概略図である。図８に示す例は、室内に人体である子供６０と大人６１とが共に立った状態で存在する場合を示す。
【００５８】
熱画像作成部３５は、例えば、赤外線センサ５が室内を走査することによって得られた温度情報が示す温度値を、走査した際に得られる座標位置に並べることにより、熱画像を作成する。この場合、室内に存在する子供６０および大人６１の表面温度、ならびに周囲の温度が赤外線センサ５によって検出される。
【００５９】
（人体の検出）
次に、熱画像に基づく人体の検出方法について説明する。演算処理装置３２は、人体位置検出部３６により、室内に存在する人体を検出する。人体を検出する場合には、熱画像作成部３５によって作成された熱画像を用いる。そして、この熱画像から、記憶装置３３に記憶されている基準熱画像と比較して温度が変化した部分を抽出することにより、人体を検出することができる。
【００６０】
具体的には、例えば、人体が存在する熱画像と基準画像との差分を算出した場合、人体に対応する画素の差分値は、それ以外の画素の差分値よりも大きな値となる。そこで、本実施の形態１では、差分値に対する閾値を予め設定し、画素の差分値がこの閾値以上、例えば３℃以上の温度差に相当する値以上である場合に、当該画素が人体に対応する画素であるものとする。そして、このような処理をすべての画素に対して行うことにより、熱画像に含まれる人体を検出することができる。なお、閾値は、例えば予め設定された一律の数値を用いてもよいし、空気温度、あるいは基準熱画像中のすべてまたは一部の画素の平均温度に応じて設定された数値等を用いてもよい。
【００６１】
すなわち、人体位置検出部３６は、熱画像作成部３５によって作成された室内の熱画像と、記憶装置３３に記憶されている基準熱画像との間の差分を画素毎に算出する。そして、例えば、算出された差分が予め設定された閾値以上となる画素が、人体に対応する画素と判断し、このような画素によって形成された人体画像を抽出することができる。
【００６２】
（人体の位置の検出）
次に、人体の位置の検出方法について説明する。演算処理装置３２は、人体位置検出部３６により、検出された人体の位置を検出する。人体の位置の検出は、熱画像中の人体画像の座標に基づいて検出することができる。人体位置検出部３６は、熱画像から人体画像を形成する画素の座標を取得する。これにより、室内の熱画像に対する人体画像の位置、すなわち室内における人体の位置を検出することができる。
【００６３】
（人体の特徴の検出）
次に、人体の特徴の検出方法について説明する。演算処理装置３２は、人体特性検出部３７により、人体位置検出部３６で検出された人体の特徴を検出する。ここで、人体の特徴は、例えば当該人体が大人または子供のいずれであるかを示すものである。これは、例えば人体の大きさによって判断することができる。
【００６４】
人体特性検出部３７は、例えば、熱画像中から検出された人体に対応する人体画像における人体の姿勢、下端位置、人体画像を構成する画素数、画素数による人体画像の縦横比などの人体画像の特徴に基づき、人体が大人または子供のいずれであるかを判断する。
【００６５】
ここで、人体位置検出部３６による人体の位置の検出方法、および人体特性検出部３７による人体の特徴の検出方法について、具体的に説明する。検出された人体が大人または子供いずれであるのかを判断する場合には、例えば、人体画像を構成する画素数によって判断することが考えられる。しかし、このような熱画像においては、例え同一人体であっても、赤外線センサ５から人体までの距離によって画素数が異なる。そのため、このような場合には、人体画像の画素数によって単純に人体の大きさを判断することができない。例えば、赤外線センサ５を備えた室内機１０に人体が近づいた場合には、熱画像に含まれる人体画像が大きくなり、遠ざかった場合には人体画像が小さくなる。
【００６６】
そこで、室内に存在する人体の大きさを推定する場合には、まず、人体位置検出部３６により、人体の位置、すなわち室内機１０から人体までの距離を算出する。室内機１０と人体との距離は、例えば、熱画像における人体画像の下端画素の位置に基づき、算出することができる。
【００６７】
ところで、人体画像の下端画素の位置と室内機１０から人体までの距離との関係は、赤外線センサ５の視野角により求めることができる。そこで、本実施の形態１では、このような対応関係を示すテーブルを予め用意しておき、このテーブルを用いて人体画像に対応する人体の室内機１０からの距離を求める。
【００６８】
図９は、図８の状態で取得した熱画像から人体画像を抽出した状態の熱画像を示す概略図である。図９に示す例では、人体画像を構成するすべての画素を黒画素に変換した場合を示す。なお、「黒画素」とは、画素値が黒色に対応する値「０」である画素のことをいう。すなわち、図９に示す例は、人体画像を構成するすべての画素の値を「０」としたものである。
【００６９】
図１０は、人体画像の下端画素の位置と室内機１０から人体までの距離との関係を示す距離テーブルの一例を示す概略図である。この距離テーブルでは、熱画像全体の下端に対する人体画像の下端画素の位置と、室内機１０から人体までの距離とが互いに対応付けられている。例えば、人体画像の下端画素の位置が熱画像全体の下端から１画素目である場合、室内機１０から人体までの距離は、０．５ｍであることを示す。
【００７０】
本実施の形態１において、距離テーブルは、記憶装置３３に予め記憶しておく。なお、室内機１０から人体までの距離の値は、例えば、赤外線センサ５の高さに関わらず、予め定められた値としてもよいし、赤外線センサ５の高さ毎に異なる値としてもよい。
【００７１】
図９に示す例において、子供６０の人体画像における下端画素は、熱画像全体の下端から３画素目に位置している。したがって、人体位置検出部３６は、図１０の距離テーブルに基づき、室内機１０から子供６０までの距離が１．５ｍであると判断することができる。また、大人６１の人体画像における下端画素は、熱画像全体の下端から６画素目に位置している。したがって、人体位置検出部３６は、室内機１０から大人６１までの距離が３．０ｍであると判断することができる。
【００７２】
次に、例えば人体が床に座っている場合と立っている場合とでは、同一人体であっても熱画像に含まれる人体画像の大きさが異なるため、人体の姿勢を推定する必要がある。このような人体の姿勢は、例えば、人体画像における縦方向の最大画素数と横方向の最大画素数の比である縦横比ｎを求めることによって推定することができる。なお、縦方向および横方向の最大画素数の縦横比ｎは、「縦方向の最大画素数÷横方向の最大画素数」によって算出される。
【００７３】
図１１は、人体画像における縦方向および横方向の最大画素数の縦横比ｎと、人体の姿勢との関係を示す姿勢テーブルの一例を示す概略図である。図１１に示す例では、例えば、縦横比ｎが０．２以下である場合には、人体の姿勢が「臥位」であると推定することができる。また、縦横比ｎが０．２よりも大きく、０．５よりも小さい場合には、人体の姿勢が「座位」であると推定することができる。さらに、縦横比ｎが０．５以上である場合には、人体の姿勢が「立位」であると推定することができる。本実施の形態１において、姿勢テーブルは、記憶装置３３に予め記憶しておく。
【００７４】
図９に示す例において、子供６０の人体画像における縦方向の最大画素数は１０画素であり、横方向の最大画素数は７画素である。したがって、人体特性検出部３７は、子供６０の人体画像における縦横比ｎが「１０÷７≒１．４」となることから、子供６０が「立位」の状態であると推定することができる。また、大人６１の人体画像における縦方向の最大画素数は１２画素であり、横方向の最大画素数は６画素である。したがって、人体特性検出部３７は、大人６１の人体画像における縦横比ｎが「１２÷６＝２．０」となることから、大人６１が「立位」の状態であると推定することができる。
【００７５】
このようにして得られた室内機１０から人体までの距離と人体の姿勢とを用いて、人体特性検出部３７は、人体が大人または子供のいずれであるかを判断する。このとき、人体が大人または子供のいずれであるのかについては、室内機１０から人体までの距離に応じた人体画像の大きさ、すなわち人体画像の画素数によって判断することができる。
【００７６】
なお、上述したように、人体画像の大きさは、室内機１０から人体までの距離と、人体の姿勢によって変化する。そこで、人体が大人または子供のいずれであるのかを判断する場合には、例えば、室内機１０から人体までの距離および人体の姿勢のそれぞれに対して予め閾値を設定する。そして、人体特性検出部３７は、抽出された人体画像の画素数が、設定された閾値以上である場合に人体が大人であると判断し、当該閾値未満である場合に人体が子供であると判断する。
【００７７】
（風向の設定）
次に、上述したようにして得られた人体の特徴に基づく室内機１０の風向設定処理について説明する。図７に示すように、ステップＳ１において、演算処理装置３２は、人体情報作成部３８により、人体情報を作成する。人体情報作成部３８は、上述したようにして検出された人体の位置と人体の特徴とに基づき、これらを関連付けた人体情報を作成する。
【００７８】
次に、ステップＳ２において、風向決定部３９ａは、ステップＳ１で作成された人体情報に基づき、室内に存在する人体が大人であるか否かを判断する。人体が大人であると判断した場合には、処理がステップＳ３に移行する。一方、人体が子供であると判断した場合には、処理がステップＳ４に移行する。
【００７９】
ステップＳ３において、風向決定部３９ａは、室内機１０から送出される調和空気の風向が第１の上下風向となるように、上下風向板３を制御するための制御情報を生成し、この制御情報に基づいて上下風向板３を制御する。
【００８０】
第１の上下風向は、室内に存在する人体が大人である場合の上下風向である。そのため、例えば暖房運転時には、従来と同様に、風向が人体の足下に向くように上下風向板３の向きが設定される。また、例えば冷房運転時には、従来と同様に、風向が人体の頭上に向くように上下風向板３の向きが設定される。
【００８１】
なお、暖房運転時の上下風向板３の向きは、例えば、検出された人体についての人体画像における下端の座標位置に向くように設定される。また、冷房運転時の上下風向板３の向きは、例えば、人体画像における上端の座標よりも上の座標位置に向くように設定される。
【００８２】
ステップＳ４において、風向決定部３９ａは、室内機１０から送出される調和空気の風向が第１の上下風向とは異なる第２の上下風向となるように、上下風向板３を制御するための制御情報を生成し、この制御情報に基づいて上下風向板３を制御する。
【００８３】
第２の上下風向は、室内に存在する人体が子供である場合の上下風向である。そのため、例えば暖房運転時には、気流が床面付近で上下に広がることを考慮して、大人に対する第１の上下風向よりも風向が人体の足下よりも室内機１０側に向くように、上下風向板３の向きが設定される。すなわち、第２の上下風向が選択された場合、上下風向板３の向きは、第１の上下風向時の向きよりも下側となるように設定される。また、例えば冷房運転時には、風向が人体の頭上に向くように上下風向板３の向きが設定される。
【００８４】
なお、暖房運転時の上下風向板３の向きは、例えば、人体画像における下端の座標よりも下の座標位置に向くように設定される。また、冷房運転時の上下風向板３の向きは、例えば、人体画像における上端の座標よりも上の座標位置に向くように設定される。
【００８５】
また、ステップＳ３およびステップＳ４における左右風向は、人体の特徴に関わらず、人体の位置に応じて同一方向に設定される。すなわち、本実施の形態１における調和空気の左右風向は、人体の特徴によらず、人体の位置のみによって決定される。
【００８６】
図１２は、図７の風向設定処理によって暖房運転時に上下風向が第１の上下風向に設定された場合の気流について説明するための第１の例を示す概略図である。図１３は、暖房運転時に上下風向が第１の上下風向に設定された場合の気流について説明するための第２の例を示す概略図である。図１４は、図７の風向設定処理によって暖房運転時に上下風向が第２の上下風向に設定された場合の気流について説明するための第３の例を示す概略図である。
【００８７】
図１２に示す第１の例は、室内に大人の人体５０ａが存在し、空気調和機１００が暖房運転を行うことによって室内機１０から温風を送出する場合の、送出された調和空気の気流５１を示す。第１の例では、本実施の形態１による風向設定処理により、室内機１０が室内に存在する人体５０ａの位置および特徴に応じて上下風向板３の向きを調整し、上下風向を第１の上下風向に設定する。これにより、調和空気の気流５１は、人体５０ａの足下に到達するようにされている。このとき、調和空気の気流５１は床面付近で拡散し、一部の気流５１ａが上向きに流れる。そのため、このような気流５１ａによって人体を適切に暖めることができる。
【００８８】
図１３に示す第２の例は、室内に子供の人体５０ｂが存在し、空気調和機１００が暖房運転を行うことによって室内機１０から温風を送出する場合の、送出された調和空気の気流５１を示す。第２の例では、上述した第１の例と同様に、上下風向板３の向きを調整して上下風向を第１の上下風向に設定した場合を示す。なお、この例において、室内機１０に対する人体５０ｂの位置は、第１の例における人体５０ａの位置と同等であるものとする。このように、室内に存在する人体の特徴によらずに上下風向を設定した場合、調和空気の気流５１は、第１の例と同様に床面付近で拡散し、一部の気流５１ａが上向きに流れる。このとき、室内に存在する人体５０ｂが子供であり、大人よりも身長が低いため、上向きに流れた気流５１ａによる調和空気が人体５０ｂの顔に直接当たってしまう。
【００８９】
一方、図１４に示す第３の例は、第２の例と同様に、室内に子供の人体５０ｂが存在し、空気調和機１００が暖房運転を行うことによって室内機１０から温風を送出する場合の、送出された調和空気の気流５２を示す。第３の例では、第２の例と異なり、本実施の形態１による風向設定処理により、室内機１０が室内に存在する人体５０ｂの位置および特徴に応じて上下風向板３の向きを調整し、上下風向を第２の上下風向に設定する。これにより、調和空気の気流５２は、人体５０ｂの足下よりも手前側、すなわち室内機１０側に到達するようにされている。このとき、調和空気の気流５２は、第１および第２の例と同様に床面付近で拡散し、一部の気流５２ａが上向きに流れるものの、上下風向が第１の上下風向よりも室内機１０側に到達するようにされているため、気流５２ａが人体５０ｂの顔に直接当たるのを防ぎながら、人体５０ｂを適切に暖めることができる。
【００９０】
以上のように、本実施の形態１に係る空気調和機１００の室内機１０は、吸込口１および吹出口２が形成され、吸込口１から吸い込まれた空気に基づく調和空気を吹出口２から送出するものであり、吹出口２に設けられ、調和空気の鉛直方向の送出方向を調整する上下風向板３と、空調対象空間内の温度情報を取得する赤外線センサ５と、温度情報に基づき上下風向板３を制御して、調和空気の気流を制御する室内制御装置３０とを備えている。室内制御装置３０は、温度情報に基づき、空調対象空間内の人体および人体の位置と、人体の特徴とを検出し、検出された人体の位置および特徴に応じて、調和空気の風向を制御する。
【００９１】
このように、空調対象空間内の温度情報に基づいて検出された人体の位置および特徴に基づき、室内機１０から送出される調和空気の風向を調整する。そのため、人体の顔に気流が当たるのを防ぐことができ、この気流による冷風感、肌の乾燥といった不快感を人体に与えることを抑制することができるので、適切に空気調和を行うことができる。
【００９２】
また、このような不快感を抑制できることにより、不快に感じた使用者による設定温度の変更を抑制することができるので、不要な消費エネルギーを削減し、省エネルギー性を確保することができる。
【００９３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機について説明する。本実施の形態２は、検出された人体の特徴に応じて室内機から送出される調和空気の風量を制御する点で、調和空気の風向を制御する実施の形態１と相違する。なお、以下の説明において、上述した実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９４】
本実施の形態２における室内機１０は、実施の形態１と同様に、図１〜図４の構成を有しているため、ここでは説明を省略する。
【００９５】
［演算処理装置の構成］
図１５は、本実施の形態２による演算処理装置３２の構成の一例を示す機能ブロック図である。図１５に示すように、演算処理装置３２は、熱画像作成部３５、人体位置検出部３６、人体特性検出部３７、人体情報作成部３８、および風量決定部３９ｂで構成されている。なお、図１５では、本発明の特徴に関連する部分についての機能ブロックのみを図示し、それ以外の部分については、図示および説明を省略する。また、上述した実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。
【００９６】
風量決定部３９ｂは、人体情報作成部３８で作成された人体情報に基づき、調和空気の風量を決定する。そして、風量決定部３９ｂは、決定した風量となるように室内送風機１３の回転数を制御するための制御情報を生成し、出力回路３４に対して出力する。
【００９７】
［風量設定処理］
次に、室内に人体が存在する場合の風量を設定する処理について説明する。本実施の形態２では、実施の形態１と同様にして検出された室内における人体の位置および特徴に応じて、風量が設定される。
【００９８】
図１６は、本実施の形態２に係る室内機１０による風量設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１６に示す処理は、室内に人体が存在する場合について示すものである。また、この処理は、予め設定された時間毎に行われるものとする。本実施の形態２では、この風量設定処理に先立って、実施の形態１と同様の処理によって熱画像の作成、人体および当該人体の位置の検出、人体の特徴の検出が行われる。
【００９９】
図１６に示すように、ステップＳ１１において、演算処理装置３２は、人体情報作成部３８により、上述したようにして検出された人体の位置と人体の特徴とを関連付けた人体情報を作成する。
【０１００】
次に、ステップＳ１２において、風量決定部３９ｂは、ステップＳ１１で作成された人体情報に基づき、室内に存在する人体が大人であるか否かを判断する。人体が大人であると判断した場合には、処理がステップＳ１３に移行する。一方、人体が子供であると判断した場合には、処理がステップＳ１４に移行する。
【０１０１】
ステップＳ１３において、風量決定部３９ｂは、室内機１０から送出される調和空気の風量が第１の風量となるように、室内送風機１３を制御するための制御情報を生成し、この制御情報に基づいて室内送風機１３の回転数を制御する。
【０１０２】
第１の風量は、室内に存在する人体が大人である場合の風量である。そのため、例えば暖房運転時には、従来と同程度の風量が設定される。なお、風向については、従来と同様に、人体の足下に向くように上下風向板３の向きが設定される。
【０１０３】
ステップＳ１４において、風量決定部３９ｂは、室内機１０から送出される調和空気の風量が第１の風量とは異なる第２の風量となるように、室内送風機１３を制御するための制御情報を生成する。室内制御装置３０は、この制御情報に基づいて室内送風機１３の回転数を制御する。なお、第２の風量は、室内に存在する人体が子供である場合の風量であり、大人に対する気流よりも床面付近で上側に広がる気流を抑制することができるような風量である。
【０１０４】
ここで、風量と気流の関係について考える。暖房運転時において室内機１０から送出された調和空気の気流は、上述したように床面付近で上下に広がるが、一般的には、風量が大きくなるほど風速が上がる。そのため、調和空気の風量を大きくして風速を上げることにより、床面付近で上方向に広がる気流を抑制することができる。そこで、本実施の形態２では、風量が第１の風量よりも大きくなるように第２の風量を設定し、床面付近で上方向に広がる気流を抑制する。なお、この場合においても、ステップＳ１３と同様に、風向については、人体の足下に向くように上下風向板３の向きが設定される。
【０１０５】
図１７は、図１６の風量設定処理によって暖房運転時に風量が第２の風量に設定された場合の気流について説明するための一例を示す概略図である。図１７に示す例は、室内に子供の人体５０ｂが存在し、空気調和機１００が暖房運転を行うことによって室内機１０から温風を送出する場合の、送出された調和空気の気流５３を示す。
【０１０６】
この例では、本実施の形態２による風量設定処理により、室内機１０が室内に存在する人体５０ｂの位置および特徴に応じて風量を設定する。この場合には、検出された人体が子供であるため、室内機１０から送出される調和空気の風量として、第１の風量よりも大きい第２の風量を設定する。
【０１０７】
このようにして風量を設定することにより、調和空気の気流５３は人体５０ｂの足下に到達し、床面付近で拡散して一部の気流５３ａが上向きに流れる。しかしながら、第１の風量よりも大きい第２の風量で調和空気が送出されているため、第１の風量で調和空気を送出した場合と比較して風速が大きくなるので、上向きに流れる気流５３ａを抑制することができる。これにより、気流５３ａが人体５０ｂの顔に直接当たるのを防ぎながら、人体５０ｂを適切に暖めることができる。
【０１０８】
以上のように、本実施の形態２に係る空気調和機１００の室内機１０は、吸込口１および吹出口２が形成され、吸込口１から吸い込まれた空気に基づく調和空気を吹出口２から送出するものであり、吸込口１から吹出口２に至る気流を生成する室内送風機１３と、空調対象空間内の温度情報を取得する赤外線センサ５と、温度情報に基づき室内送風機１３を制御して、調和空気の気流を制御する室内制御装置３０とを備えている。室内制御装置３０は、温度情報に基づき、空調対象空間内の人体および人体の位置と、人体の特徴とを検出し、検出された人体の位置および特徴に応じて、調和空気の風量を制御する。
【０１０９】
このように、空調対象空間内の温度情報に基づいて検出された人体の位置および特徴に基づき、室内機１０から送出される調和空気の風量を調整する。そのため、人体の顔に気流が当たるのを防ぐことができ、この気流による冷風感、肌の乾燥といった不快感を人体に与えることを抑制することができるので、適切に空気調和を行うことができる。
【０１１０】
また、このような不快感を抑制できることにより、不快に感じた使用者による設定温度の変更を抑制することができるので、不要な消費エネルギーを削減し、省エネルギー性を確保することができる。
【０１１１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機について説明する。本実施の形態３は、上述した実施の形態１および実施の形態２を組み合わせたものであり、検出された人体の位置および特徴に応じて室内機から送出される調和空気の上下風向および風量の双方を制御する。
【０１１２】
このように、検出された人体の位置および特徴に応じて上下風向および風量を制御することにより、気流の制御をより細かく行うことができる。そのため、例えば暖房運転時に室内に存在する人体が子供である場合でも、調和空気が顔に直接当たるのを防ぐことができ、人体を適切に暖めたり、冷やしたりすることができる。
【０１１３】
また、人体を適切に暖めたり冷やしたりすることができることにより、必要以上に設定温度を変更することがなくなるため、不要な消費エネルギーを削減することができ、省エネルギー性を確保することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  吸込口、２  吹出口、３  上下風向板、４  左右風向板、５  赤外線センサ、６  駆動装置、１０  室内機、１１  膨張弁、１２  室内熱交換器、１３  室内送風機、２０  室外機、２１  圧縮機、２２  冷媒流路切替装置、２３  室外熱交換器、２４  室外送風機、３０  室内制御装置、３１  入力回路、３２  演算処理装置、３３  記憶装置、３４出力回路、３５  熱画像作成部、３６  人体位置検出部、３７  人体特性検出部、３８  人体情報作成部、３９ａ  風向決定部、３９ｂ  風量決定部、４０  室外制御装置、４１  入力回路、４２  演算処理装置、４３  記憶装置、４４  出力回路、５０ａ、５０ｂ  人体、５１、５１ａ、５２、５２ａ、５３、５３ａ  気流、６０  子供、６１  大人、１００  空気調和機。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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