JP2015055362A - 空気調和機の室内機及びこれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段の基板と発光手段の基板をそれぞれ別に設ける場合、コストが増加する。本発明は、撮像手段と発光手段のコストを低減する空気調和機の室内機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の空気調和機の室内機は、室内を撮像する撮像手段と光を発する発光手段とを有する基板と、基板の背面側に位置し、光不透過材又は光難透過材で構成される反射板とを備え、撮像手段は基板の前面に設置され、発光手段は基板の背面に設置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機に関する。

特許文献１には、ケースホルダーに向かって光を照射する発光手段と、発光手段が照射した光の一部が、ケースホルダーに入射した後、ホルダー窓の周縁から出射されることにより、可動式の赤外線センサと運転状況を表示する表示手段との両方を装備する空気調和機の室内機が記載されている。

特開２０１１−０２７３７８号公報

しかし、特許文献１は、センサの基板と別に発光手段の基板が必要となり、コストが増加する。

本発明は、撮像手段と発光手段のコストを低減する空気調和機の室内機を提供することを目的とする。

本発明の空気調和機の室内機は、室内を撮像する撮像手段と光を発する発光手段とを有する基板と、基板の背面側に位置し、光不透過材又は光難透過材で構成される反射板とを備え、撮像手段は基板の前面に設置され、発光手段は基板の背面に設置されている。

本発明によれば、撮像手段と発光手段のコストを低減する空気調和機の室内機を提供することができる。

第１実施形態に係る空気調和機の外観図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室内機の断面図である。 第１実施形態に係る撮像ユニットの側面図である。 第１実施形態に係る撮像ユニットの正面図である。 撮像ユニット、温度検出ユニット、表示ユニット及びリモコン受光部の拡大図である。 撮像ユニット、温度検出ユニット、表示ユニット及びリモコン受光部の拡大図である。 表示ユニットの拡大図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、第１実施形態に係る空気調和機の外観図である。図１に示すように、空気調和機は、室内機１、室外機２及びリモコン３を備えている。室内機１は、後述するように、室内熱交換器９を備え、室外機２は、圧縮機（図示せず）、膨張機構（図示せず）、室外熱交換器（図示せず）、電装品（図示せず）などを備えている。室内機１と室外機２は冷媒配管で接続され、周知の冷媒サイクルによって、室内機１が設置されている室内を空調する。また、室内機１と室外機２とは、通信ケーブル（図示せず）を介して互いに情報を送受信するようになっている。

リモコン３はユーザによって操作され、リモコン３の送信部から室内機１のリモコン受光部４に対して赤外線信号を送信する。当該信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、タイマ、運転モードの変更、停止要求などの指令である。空気調和機は、これらの信号に基づいて、冷房モード、暖房モード、除湿モードなどの空調運転を行う。また、リモコン３は、時刻、カレンダ、エアコンの据付位置を制御部へ出力する。

撮像ユニット２４及び温度検出ユニット２５は、前面パネル１５の左右方向中央の下部に設置されている。なお、撮像ユニット２４及び温度検出ユニット２５は、同一の画角で部屋のより広い範囲を見られるよう、前面パネル１５の上端にあってもよい。

図２は、第１実施形態に係る空気調和機の室内機の断面図である。室内機１の筐体ベース８は、室内熱交換器９、送風ファン１０、電装品１１などの構造体を内部に収容している。室内熱交換器９は、複数本の伝熱管とフィンを有し、送風ファン１０により室内機１に取り込まれた空気を、伝熱管を通流する冷媒と熱交換させ、空気を加熱又は冷却するように構成されている。なお、伝熱管は、前記した冷媒配管（図示せず）に連通し、周知の冷媒サイクル（図示せず）の一部を構成している。

露受け皿１２は、室内熱交換器９の下方に位置し、室内熱交換器９で冷やされた空気から結露した水が室内に漏れるのを防いでいる。

左右風向板１３は、室内機１のマイコン（図示せず）からの指示に従い、下部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして左右風向板１３用モータ（図示せず）により回動される。

上下風向板１４は、室内機１のマイコン（図示せず）からの指示に従い、回動軸（図示せず）を支点にして上下風向板１４用モータ（図示せず）により回動される。

前面パネル１５は、室内機１の前面を覆うように設置されており、下端を軸として前面パネル１５用モータ（図示せず）により回動可能な構成となっている。なお、前面パネル１５は、下端に固定されるものとして構成してもよく、回動できない構成であってもよい。

図２に示すように、送風ファン１０が回転することによって、空気吸込み口１７及びフィルタ１６を介して室内空気を取り込み、室内熱交換器９で熱交換された空気が吹出し風路１８に導かれる。吹出し風路１８に導かれた空気は、左右風向板１３及び上下風向板１４によって風向きを調整され、空気吹出し口１９から外部に送り出されて室内を空調する。

室内機１における各種センサは、室内の温度を測る室温センサ、室内の湿度を測る湿度センサ、照度センサ、臭いセンサ、気圧センサを備えてもよい。

撮像ユニット２４及び温度検出ユニット２５は、前面側に位置するフィルタ１６の下方であって、露受け皿１２の前面側に配置されている。このような位置に配置することで、室内機１の吸込み風路及び吹出し風路１８の障害になることを防ぐことができる。

また、撮像ユニット２４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラである撮像手段２４ａを有している。撮像ユニット２４を前面側に位置するフィルタ１６の下方であって、露受け皿１２の前面側に配置することで、前面側に障害がないようにし、撮像範囲が狭まるのを防ぐことができる。

なお、撮像手段２４ａは、空調室内を経時的に撮像して、撮像した画像を画像情報としてＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、撮像手段２４ａからアナログ信号として入力される画像情報をデジタル信号に変換し、出力する電子回路である。なお、Ａ／Ｄ変換器を撮像手段２４ａに内蔵することとしてもよい。

図３は、第１実施形態に係る撮像ユニットの側面図である。図４は、第１実施形態に係る撮像ユニットの正面図である。撮像ユニット２４は、撮像手段２４ａと発光手段５を有する基板６と、撮像手段２４ａを覆う撮像ケース２２と、反射板２１ａを有する撮像ケース２２を備える。

撮像手段２４ａを有する基板６は、撮像手段２４ａのレンズの光軸が水平線に対して所定角度だけ下方を向くように設置されており、室内機１が設置されている室内を適切に撮像できるようになっている。

発光手段５は、撮像手段２４ａと同一の基板６に取り付けられている。ここで、仮に発光手段５を撮像手段２４ａと同様に基板６の前面側の取り付けた場合、直接、発光手段５から発せられた光が撮像手段２４ａに入り、撮像手段２４ａの感度を落としてしまい、撮像手段２４ａが適切に室内を撮像することができなくなる。

そこで、本実施形態では、発光手段５を、基板６の背面側に取り付けている。撮像手段２４ａは基板６の前面側と発光手段５の逆側に取り付けている。そのため、本実施形態によれば、基板６が壁となり、発光手段５から発せられた光が撮像手段２４ａに直接入ることはない。

しかし、そもそも発光手段５は、撮像手段２４ａの稼動中であることを使用者が把握できるよう室内機１から光を発する役割を担っており、発光手段５を基板６の反対側に設置した場合、発光手段５は室内に向けて光を発することができなくなる。

そこで、本実施形態では、基板６の背面側に発光手段５から発せられた光を反射する反射板２１ａを設けている。

本実施形態によれば、撮像手段２４ａとは別に発光手段５に基板６を設ける必要がないため、撮像ユニット２４のコストを低減することができる。また、撮像ユニット２４の大きさも小型化することができるため、露受け皿１２の前面側の限られたスペースに撮像ユニット２４を配置させることができる。つまり、撮像ユニット２４のためにスペースを確保する必要がなく、その分、室内熱交換器９を大きくすることができ、空気調和機の省エネルギー化に寄与することができる。

また、本実施形態によれば、発光手段５の光で照度を誤検出することを防ぐことができるため、照度を検出するたびに発光手段５の発光を停止する必要がない。撮像手段２４ａは、照度によってゲインやシャッター速度を変化させることが一般的である。本実施形態は、撮像手段２４ａに発光手段５の光が入らない構造であるため、撮像対象である室内空間の明るさによって、ゲインやシャッター速度を変化させることができるため、正しい画像を取得することができる。

さらに、本実施形態では、台座２１が反射板２１ａを有する構成としている。具体的には、台座２１を光不透過材または光難透過材で構成している。そのため、台座２１と反射板２１ａをそれぞれ、撮像ユニット２４に配置する必要がないため、さらに撮像ユニット２４の小型化を図ることができる。

図３及び図４に示すように、反射板２１ａを基板６の背面側に設けることに加え、基板６の前面側以外の面（上面、下面及び側面）に設けてもよい。背面側に位置する反射板６から反射した光は、例えば、上面側に位置する反射板６でさらに反射して、室内に向けて光を発することができるため、光の放射量を増加させることができる。

本実施形態では、発光手段５を撮像手段２４ａよりも上方に位置させている。本実施形態では、上述したように、基板６を撮像手段２４ａのレンズの光軸が水平線に対して所定角度だけ下方を向くように設置されている。そのため、発光手段５で発せられた光は、主に、背面に位置する反射板２１ａで反射し、上面に位置する反射板２１ａでさらに反射して、室内に向けて放射される。このときに、撮像手段２４ａを光の放射経路から離すことで、さらに、発光手段５から発せられた光が撮像手段２４ａを入る量を低減することができる。

本実施形態の撮像ユニット２４は、ステッピングモータによって左右方向に回動可能な構成であり、撮像ケース２２によって撮像手段２４ａと発光手段５を有する基板６を覆い、撮像ケース２２を台座２１で支えている。このように、撮像ユニット２４を一体化するには、基板６を撮像ケース２２で覆う必要がある。

このような本実施形態においては、発光手段５から発せられた光は撮像ケース２２を介して反射板２１ａに入り、反射板２１ａで反射された光は撮像ケース２２を介して室内に向けて光が発せられる。すなわち、発光手段５から発せられた光を複数回の撮像ケース２２を通過させなければならない。そこで、本実施形態では、撮像ケース２２を光透過材で構成している。

なお、発光手段５から発せられる光を光透過材である撮像ケース２２を介して室内に発することで、光が間接照明となり、意匠性の向上を図ることができる。

さらに、撮像ケース２２のうち、撮像手段２４ａの前面側に位置する部分に窓（穴）２０を設け、窓２０部分に光の屈折率が低い素材で構成されたケースを嵌めこんでいる。本実施形態では、光の屈折率が低い素材として、撮像ケース２２とは別の素材を用いているが、撮像ケース２２と同じ素材であって厚みを薄くすることで構成してもよい。

撮像手段２４ａと発光手段５を有する基板６が別であって、撮像手段２４ａのみが回動する構成である場合、回動角度によっては、発光手段５によって放たれた光が撮像手段２４ａに入ってしまう可能性がある。本実施形態では１つの基板６に撮像手段２４ａと発光手段５を設置しているため、撮像ユニット２４の左右方向における角度によって、発光手段５と反射板２１ａの位置をずれることがないため、撮像ユニット２４の左右方向における角度によって、発光手段５から室内に向けて発せられる光の量が変化するのを防いでいる。

本実施形態における撮像手段２４ａの視野角は、およそ６０°である。正面を中央として左右方向に撮像手段２４ａを４５°回動可能な構成としており、合計１５０°の視野角を実現している。撮像手段２４ａの回動は、ステッピングモータにより行い、左、中、右の順に行い、右を検出したら中を経由して左に戻る。撮像手段２４ａの回動に用いるステッピングモータは、その他の検出手段とは独立して設けられている。撮像手段２４ａとステッピングモータは、ギアやアームで接続され、あるいは、撮像手段２４ａに直接接続されても良い。

本実施形態では、撮像ユニット２４について説明したが、温度検出ユニット２５ａを有する温度検出ユニット２５についても、撮像ユニット２４と同様な構成とすることができる。

温度検出手段２５ａは、例えば、横×縦が１×１画素、４×４画素、１×８画素で構成されるサーモパイルであり、前面パネル１５の左右方向中央の下部に設置されている。なお、温度検出手段２５ａは、同一の画角で部屋のより広い範囲を見られるよう、前面パネル１５の上端にあってもよい。また、温度検出手段２５ａは、赤外線センサや赤外線カメラで構成してもよい。

温度検出手段２５ａと撮像手段２４ａの水平方向の視野角は略同じ角度である。あるいは、一方が他方より大きく、回動することにより視野角を変更することでほぼ同等の視野角を得ても良い。

温度検出手段２５ａの視野角は、横１画素×縦８画素の場合、横５°×縦４５°程度となる。この温度検出手段２７を左右方向に、検出範囲が重ならないよう３０回回動させることで、合計１５０°の視野角を構成している。

温度検出手段２５ａが下方を向く角度は、撮像手段２４ａが下方を向く角度とほぼ同じである。撮像手段２４ａと温度検出手段２５ａの鉛直方向の検出範囲が異なる場合、上端をそろえる。あるいは、下端をそろえても良い。撮像手段２４ａと温度検出手段２５ａの水平方向の視野角は略同じ角度である。あるいは、一方が他方より大きく、回動することにより視野角を変更することでほぼ同等の視野角を得ても良い。

そして、撮像ユニット２４は、温度検出手段２５ａと水平方向または上下方向に並んで配列される。さらに、撮像ユニット２４と温度検出ユニット２５は、室内機１の前面中央部や前面上部など空間の検出が可能な位置に近接して設置される。

撮像ユニット２４は、温度検出ユニット２５と独立した駆動機構によって構成されているが、撮像ユニット２４の駆動のタイミングは、温度検出ユニット２５の駆動のタイミングと同期させてもよい。具体的には、撮像手段２４ａの撮像する範囲と温度検出手段２５ａの検出する範囲が重なるタイミングで、撮像ユニット２４と温度検出ユニット２５を駆動させてもよい。

温度検出ユニット２５の回動はステッピングモータにより行う。温度検出ユニット２５の回動に用いるステッピングモータは、撮像ユニット２４とは独立して設けられている。温度検出ユニット２５とステッピングモータは、ギアやアームで接続される。あるいは、温度検出手段２５ａとステッピングモータは、直接接続されても良い。

図５及び図６は、撮像ユニット、温度検出ユニット、表示ユニット及びリモコン受光部の拡大図である。図７は、表示ユニットの拡大図である。表示ユニット２６は、図７に示すように、複数の表示部から構成されている。そして、例えば、撮像手段２４ａが人体を検出している場合、表示ユニット２６のうち「在室モニター」の表示部が点灯する。在室者は、どの表示部が点灯しているか確認するために、空気調和機の運転状態を表示する表示ユニット２６に顔を向ける傾向がある。特に、本実施形態の表示ユニット２６は複数の表示部から構成され、単に運転ＯＮ・ＯＦＦを表示するだけでなく、表示ユニット２６のうち「在室モニター」、「クリーン」や「ミスト」など具体的な運転状態を表示する。そのため、在室者はどの表示部が点灯しているか確認するために、空気調和機の運転状態を表示する表示ユニット２６に顔を向ける傾向となる。

本実施形態では、撮像ユニット２４及び温度検出ユニット２５を表示ユニット２６の近傍に配置している。そのため、在室者が表示ユニット２６に顔を向けた際に、その近傍に配置された撮像ユニット２４の撮像手段２４ａでは、高精度でチューニングされる正面向きの在室者を検出することができる。従って、在室者の大きさ、性別、年齢などの属性、及び、在室者までの距離の推定の精度が高めることができる。特に、室内機１の下方に在室者がいる場合、在室者の頭頂部から在室者を検出することが難しいが、室内機１の下方にいる在室者が表示ユニット２６を見るために顔をあげることで、高精度で人体を検出することができる。

在室者の大きさ、性別、年齢などの属性を検出するためには、在室者の有無や位置を検出する以上に、より高い精度で在室者の画像を検出する必要がある。そこで、本実施形態では、撮像手段２４ａを表示ユニット２６と温度検出手段２５ａの間に配置している。本実施形態によれば、撮像手段２４ａを高精度でチューニングされる正面向きの在室者を検出する効果を優先することで、在室者の大きさ、性別、年齢などの属性の推定の精度をより高めることができる。

また、温度検出ユニット２５の温度検出手段２５ａについても、在室者が表示ユニット２６に顔を向けた際に、投影面積が大きい状態で在室者の顔や頭を検出することができ、高精度で在室者の温度を検出することができる。特に、アフロヘアーのように頭皮から髪の外側までの距離が大きい場合には、髪の表面温度は空調空気の冷気・暖気に冷やされ・暖められるため、真に検出したい温度の検出精度を下げる危険性がある。そのため、投影面積が大きい状態で在室者の顔や頭を検出できる本実施形態の効果は大きい。

さらに、温度検出ユニット２４、撮像ユニット２５及び表示ユニット２６を横並びに配置することで、室内機１の前面において、左右方向及び上下方向の連続性が生まれ、バラバラに配置されることによる乱雑さを低減でき、意匠性が高くなる。特に、温度検出ユニット２４、撮像ユニット２５及び表示ユニット２６が黒帯内など室内機１の前面パネル１５を略貫く意匠部分に配置されることで、より高い意匠性を得ることができる。

さらに、リモコンからの信号を受信するリモコン受光部４を表示ユニット２６の近傍に配置してもよい。本実施形態では、表示ユニット２６とリモコン受光部４の間に温度検出ユニット２４及び撮像ユニット２５を配置する構成としている。

なお、本実施形態では、温度検出ユニット２４及び撮像ユニット２５を表示ユニット２６の横に配置しているが、表示ユニット２６の上下方向に配置してもよい。

本実施形態では、空気調和機の室内機に用いる撮像ユニット２４及び温度検出手段２５について説明してきたが、この撮像ユニット２４及び温度検出手段２５は、ビル空調用の空気調和機やその他家電製品、監視用カメラや室内環境を見張るセンサ機能全般に使用することができる。

特に、撮像手段２４ａが、撮像した画像から照度を検出し、また、撮像手段２４ａで撮像した画像のホワイトバランスによって、太陽光や人工光を判別する機能を有する場合、発光手段５から発せられた光で誤検出することを防ぐ重要性が高い。

また、本実施形態では、必ずしも基板６の前面以外の面全体を反射板２１ａで覆う必要がなく、基板６の背面だけ、又は、基板６の背面に加えて上面、下面及び側面の一部を覆う構成としてもよい。また、反射板２１ａを有するカバーを球状に構成してもよい。

１ 室内機
２ 室外機
３ リモコン
４ リモコン受光部
５ 発光手段
６ 基板
８ 筐体ベース
９ 熱交換器
１０ 送風ファン
１１ 電装品
１２ 露受け皿
１３ 左右風向板
１４ 上下風向板
１５ 前面パネル
１６ フィルタ
１７ 吸込み口
１８ 吹出し風路
１９ 空気吹出し口
２０ 撮像ケース
２１ カバー
２２ 窓
２３ センサ視野
２４ 撮像ユニット
２４ａ 撮像手段
２５ 温度検出ユニット
２５ａ 温度検出手段
２６ 表示ユニット

Claims (8)

1. 室内を撮像する撮像手段と光を発する発光手段とを有する基板と、
   前記基板の背面側に位置し、光不透過材又は光難透過材で構成される反射板とを備え、
   前記撮像手段は前記基板の前面に設置され、前記発光手段は前記基板の背面に設置されている空気調和機の室内機。
2. 前記基板を覆うカバーを備え、
   前記カバーのうち、前記基板の背面側に位置する前記カバーの少なくとも一部が前記反射板であり、
   前記カバーのうち、前記基板の前面側に位置する前記カバーの少なくとも一部が光不透過材または光難透過材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 前記基板は前記撮像手段の光軸が水平線に対して所定角度だけ下方を向くように設置され、
   前記発光手段は前記撮像手段よりも上方に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の室内機。
4. 室内を撮像する撮像手段と、
   室内の温度を検出する温度検出手段と、
   運転状態を表示する表示部を複数有する表示ユニットを備え、
   前記撮像手段及び前記温度検出手段は、前記表示ユニットの近傍に配置されている空気調和機の室内機。
5. 前記撮像手段は、前記表示ユニットと前記温度検出手段の間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の室内機。
6. 室内の温度を検出する温度検出手段と光を発する発光手段とを有する基板と、
   前記基板の背面側に位置し、光不透過材又は光難透過材で構成される反射板とを備え、
   前記温度検出手段は前記基板の前面に設置され、前記発光手段は前記基板の背面に設置されている空気調和機の室内機。
7. 吸込口から吸い込んだ空気を調和する室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器の上流側に位置するフィルタと、
   前記室内熱交換器の下方に位置する露受け皿とを備え、
   前記撮像手段は、前記フィルタの下方であって、前記露受け皿の前面側に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空気調和機の室内機。
8. 請求項７に記載の空気調和機の室内機と、
   圧縮機、膨張機構、室外熱交換器を有する室外機とを備える空気調和機。